Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии

Салугин, Александр Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии"

На правах рукописи

Салугин Александр Николаевич

ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕГРАДАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В АГРОЭКОЛОГИИ

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

Волгоград 2006

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации и Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете.

Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук, академик

РЛСХН Кулик Константин Николаевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кретинин Вениамин Михайлович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Проездов Петр Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, доцент Габунщина Эмма Борисовна

Ведущая организация Ордена Трудового Красного Знамени Почвен-

ный институт имени В. В. Докучаева (ГНУ Почвенный институт)

Защита состоится 16 июня 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.007.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации по адресу: 400062, г. Волгоград-62, Университетский пр., 97, а/я 2153, ГНУ ВНИАЛМИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации.

Автореферат разослан /мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л. А. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Противоречие между требованиями научно-технического прогресса и сохранением природной среды в настоящее"время стало критическим [Г.В. Добровольский, 1999]. Эта проблема носит глобальный характер и принадлежит разделу экологии, изучающему условия существования и саморегулирования открытых систем в техногенных условиях. Естественные ресурсы природы ограничены, а их неразумная эксплуатация и урбанизация ведут к нарушению биологического равновесия и саморегулирования, подвергая опасности существование биоценоза в целом. Биотическая составляющая подстилающей поверхности Земли имеет большое количество растительных сообществ, существующих в пространстве и времени в составе почвенно-растительных систем (ПРС). Они взаимодействуют с внешней средой, развиваются, видоизменяются, прогрессируют и деградируют. Обратные связи управляют их жизненными процессами, преобразуя их в адаптивные экосистемы.

Пастбищные системы являются представителями сложных и многомерных экосистем. Их исследование традиционными методами не представляется возможным из-за длительности эволюционирующих процессов. В связи с этим изучение временной динамики деградации (восстановления) основано на математическом моделировании, использующем аналоги хорошо изученных эволюционных процессов безотносительно к их пространственно-временному масштабу и биологическому происхождению. Деградационные процессы, приводящие к разрушениям почвенного покрова, имеют различные концепции описания с различными математическими моделями и, как правило, с различным итогом. В связи с этим существенным является вопрос об адекватности математического моделирования.

Основной целью математического моделирования экосистем является определение механизмов их разрушения (восстановления), выявления усло-

вий устойчивого функционирования и составление прогнозов. Анализ предложенных к настоящему времени теоретических положений в этой области знаний показывает, что практическая реализация существующих математических концепций моделирования процессов разрушения систем агроэкбло-гии далека от совершенства. Особенно это относится к моделям с дифференциальными уравнениями. В связи с этим в диссертации предлагается обобщенная методология разработки и реализации математических моделей, описывающих поведения систем агроэкологии с помощью современных программных средств, включая оригинальные авторские разработки. Это позволило вывести математическое моделирование на уровень научного исследования. Главная роль при этом отводилась вычислительному эксперименту.

Устойчивость — одно из основных понятий теории систем, означающее их способность находиться в каком-либо неизменном состоянии в условиях обмена энергией и массой с внешней средой. В агроэкологии вводится определение динамической устойчивости растительных сообществ с сукцес-сионными переходами. Оценка динамической устойчивости пастбищной экосистемы, рациональное использование её биоресурсов и предохранение от перегрузок являются задачами, объединяющими специалистов различных областей знаний, изучающих взаимодействие экосистем с техногенными системами. Подобные задачи, как правило, решаются с использованием парадигмы системного анализа, предусматривающей нетрадиционное с точки зрения точных наук применение неформальных приёмов. Принятие решений при рациональном использовании растительных биоресурсов опирается на моделирование и неформальные процедуры экспертиз с применением формальных алгоритмов [В.А. Губанов, 1988; А.Н. Салугин, 2002]. Практическое значение таких исследований весьма важно, так как возрастающая интенсификация промышленного производства приводит к необратимой утрате основных свойств экосистем - самовосстановления и эмерджентности [В.И. Арнольд, 1990].

В работе исследуются открытые экосистемы с заданными начальными условиями. При этом их исходное состояние известно и моделируется динамика эволюции. Сложность и многомерность пастбищных экосистем не позволяют переносить формальное математическое понятие устойчивости на их биологическую устойчивость. Поэтому задача об устойчивом динамическом развитии решалась с помощью вычислительного эксперимента. Склоновые системы, образующие в целом водосборы и гидросети исследовались с целью выявления механизмов их формирования и эволюции для дальнейшего использования полученных результатов в проектировании противоэрозионных мероприятий.

Цели и задачи исследований. Целью работы являлась разработка динамических моделей для исследования устойчивости и прогноза экосистем в виде пастбищного растительного покрова в зонах с повышенной аридно-стью и склоновых систем водосборов; научное обоснование возможности применения этих моделей для управления растительными биоресурсами. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение динамики почвенного покрова аридных систем с целью прогнозирования их состояния и определения допустимых нагрузок в текущее время;

— выявление устойчивости функционирования открытых почвенно-растительных систем и определение точек бифуркаций для предупреждения необратимых процессов, препятствующих самовосстановлению;

- определение принципов распознавания образов видеоизображений аэрокосмической информации о пастбищных аридных территориях и разработка компьютерной технологии дешифрирования;

— разработка численно-аналитических моделей водных эрозионных процессов водосборов с целью выявления динамики и составления прогнозов формирования склоновых систем;

— внедрение вычислительного эксперимента в автоматизированное проектирование защитных мероприятий;

— разработка компьютерной технологии и автоматизация обработки топографической информации для оптимального размещения защитных рубежей;

— выявление единства синергетического описания биотических и абиотических составляющих систем в экологии.

Объекты исследовании и фактический материал. Объектами исследований являлись экосистемы Северо-Западного Прикаспия (Чёрные земли Калмыкии) и Волгоградской области. Исследование динамики аридных пастбищ проводилось по аэрокосмическим данным тестовых участков Чёрных земель Калмыкии общей площадью 100 тыс. га с распознаванием методом послойной идентификации. Данные для составления математических моделей эрозионных процессов были получены с помощью оцифровки топографической информации по Волгоградской области. Разработка компьютерных методов оптимального размещения лесных полос осуществлялась на тестовых участках склонов водосбора "Мелоклетский" Клетского района Волгоградской области.

Научная новизна работы заключается в разработке теории и методологии математического моделирования динамики процессов в экологии поч-венно-растительных систем и определение условий их стабильного функционирования. На защиту выносятся следующие основные положения :

— методология разработки моделей динамики сложных аридных систем для исследования их устойчивости и прогноза на основе обыкновенных дифференциальных уравнений и марковских цепей;

— выявление режимов устойчивости почвенно-растительных экосистем и задачи управления растительными биозапасами аридных пастбищ;

— разработка концепции распознавания видеоизображений в пастбищных экосистемах аридных зон с различной степенью деградирования;

- компьютерная система 'дешифрирования аэрокосмической фотоинформации аридных почвенно-растительных систем;

- теоретические основы и математическое моделирование динамики склоновых процессов и дефляции почв;

- теоретические положения и основные концепции математического моделирования сложных пастбищных систем в зонах с повышенной аридно-стью;

- методы реализации моделей (вычислительный эксперимент), позволяющих прогнозировать эволюцию склоновых систем и дефляционные процессы;

- технология численного ЭВМ-моделирования водосборов и определение линий тока, картографирование динамики смыва и уклонов;

- оптимальное размещение лесных полос с использованием триангуляции поверхности; •

- синергетическое единство описания неравновесных почвенно-растительных систем, систем водосборов и абиотических систем.

Достоверность основных положений методологии математического моделирования в агроэкологии, предложенных в диссертации, подтверждается практикой использования моделей и вычислительного эксперимента в ГНУ ВНИАЛМИ в течение многолетнего применения при решении задач рационального природопользования.

Практическая значимость и реализация работы. Математические модели позволили получить необходимые сведения для обоснования решений при оптимальном природопользовании (пастбищные экосистемы). В диссертации посредством аэрокосмического мониторинга исследовалась динамика опустынивания Чёрных земель Калмыкии, используемых в течение нескольких десятилетий в качестве высокопродуктивного зимнего отгонного пастбища. Процессы дефляции почв отслеживали по снимкам с 1954 по 1995 гг. с пространственным разрешением 5-50 м [Б.В. Виноградов, 1993,2000].

Материалы диссертации использовались ЮжНИИгипроземом при разработке Генеральной схемы борьбы с опустыниванием Чёрных земель Калмыкии, комитетом по экологии и охране природы Калмыки и Волгоградской области при разработке природоохранных проектов (1994 г.).

Вычислительные эксперименты использовались в проектировании оптимальных противоэрозионных мероприятий и компьютерных технологий: а) описание геоморфологии склонов при определении характеристик форм эро-зионно-аккумулятивного рельефа; б) определение степени эродированности почв при составлении карт экологического состояния; в) расчёт крутизны склонов, смыва почв и построение карт изолиний; г) моделирование эволюции и прогнозирование форм склонов; д) районирование территории и составление тематических карт по признакам геоморфологии, ландшафтов, степени эродируемости и т.п.

Результаты работы вошли в "Методические рекомендации по применению аэрокосмических методов в агролесомелиорации" (Москва, 1991), "Методику полевого моделирования эрозии, расчёта смыва и расстояний между лесополосами" (Москва, 1991), " Методическое пособие по применению информационных технологий в агролесомелиоративном картографировании" (Москва, 2003).

Теоретические положения разработанных математических моделей и методы их реализации используются сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации (ВНИАЛМИ). Система дешифрирования внедрена там же для автоматизации распознавания аэрокосмических изображений.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на конференциях, совещаниях, семинарах, курсах, конкурсах: международных (USA, Madison, New Yersey, 1977; Алма-Ата, 1982; Волгоград, 1999, 2001; Курск, 2003), всесоюзных (Киев, 1972; Красноярск, 1978); всероссийских (Волгоград, 1998; Саратов, 1998; Москва, 2000);

республиканских (Волгоград, 1990); межвузовских (Саранск, 1972; Волгоград, 1989; Пенза, 1992); межрегиональных (Волгоград, 2000,2003).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 30 печат-ных-работ. Из совместных публикаций в диссертацию включены разработки, основные идеи и результаты которых принадлежат лично автору.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, основного текста: две части с пятью главами и заключения. Работа изложена на 312 стр., иллюстрирована 98 рисунками, содержит 15 таблиц, приложений на 48 стр., список литературы из 326 наименований.

Большое содействие и помощь в проведении работ оказали доктор гео-

графических наук, профессор |Б. В. Виноградов!; академик РАСХН К. Н. Кулик; ведущий научный сотрудник отдела защиты почв от эрозии, доктор с.-х. н. Е. А. Гаршинёв, за что автор выражает им искреннюю благодарность. Автор благодарен д. с. - х. н. А. С. Рулёву за постоянные обсуждения результатов и бесценные консультации по вопросам картографии.

В работе использовались результаты исследований последних двадцати лет, проведённых авторохм в тесном сотрудничестве с отделами ландшафтного планирования и защиты почв от эрозии ВНИАЛМИ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Концепция исследования динамической устойчивости экосистем

Исследование динамики почвенно-растительных и склоновых систем, условий их динамической устойчивости и прогнозирование эволюции осуществлялось методом вычислительного эксперимента. Объектами исследования служили почвенно-растительные системы аридных территорий Северо-Западного Прикаспия [К.Н. Кулик, 1994; Б.В. Виноградов, 2000] и склоновые системы, представляющие собой один из уровней иерархии водосбора

- ландшафтной катены [И.С. Кочетов, 1999]. Математические модели динамики экосистем и методы их реализации выявили принципиально новые возможности в научном * познании открытых нелинейных почвенных и растительных экосистем. Современная компьютерная техника позволила подойти к исследованию таких экосистем с синергетической точки зрения, используя математический образ исследуемого объекта или явления [E.H. Князева, С.П. Курдюмов, 2002]. Другой особенностью современной вычислительной технологии в научных исследованиях является то, что стоимость численных расчетов значительно уменьшилась при значительном увеличении быстродействия и общего объема вычислительных операций. Важным достижением здесь является значительный прорыв в разработке математических пакетов научного направления, использование возможностей которых позволило реализовать большинство наших идей. В диссертации используется сочетание аналитического и численного решений, позволяющее ощутимо расширить круг задач и обеспечить большую наглядность с привлечением динамической анимации исследуемых процессов.

Математическое моделирование использовалось затем для определения условий динамической устойчивости экосистем, вырабатывались оптимальные решения при эксплуатации пастбищ. Обработка данных космического мониторинга позволила получить необходимые данные для математической модели, описывающей сложные дефляционные процессы пастбищной поч-венно-растительной системы. Исследования показали, что эксплуатация пастбищ требует регулирования животной нагрузкой и определяется их текущим состоянием. Математическое моделирование позволило получить практические результаты для оптимального управления в целях сохранения пастбищ и их стабилизации на примере Чёрных земель.

Внедрение компьютерных технологий для обработки аэрокосмической информации (АКФ) в значительной степени увеличило репрезентативность получаемых данных, что способствовало составлению адекватных моделей.

Автоматизация обработки 'АКФ с применением графических пакетов, в свою очередь, позволила повысить достоверность процедур распознавания.

Обработка топографической информации для моделирования смыва почв осуществлялась по последовательно-параллельной схеме. С помощью разработанного пакета программ исходное изображение топокарты преобразовывалось в цифровой формат с последующей векторизацией и оцифровкой г-координат. Построение пространственных образов склонов и линий тока осуществлялось с применением триангуляции. Таким образом, было полностью автоматизировано трассирование линий тока, водоразделов и тальвегов. Полученные при этом профили склонов и линии тока предназначались для решения задач более общего плана: моделирования процессов формирования склонов и оврагообразования, генезиса водосборов и оптимального размещения защитных рубежей.

1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЕРЕХОДОВ В АРИДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ *

Первая часть диссертации посвящена исследованию динамики пастбищных почвенно-растительных систем (ПРС). По данным аэрокосмического мониторинга исследовалась динамика опустынивания Черных земель Калмыкии, представляющих обширный массив супесчаных и песчаных почв площадью свыше 2 млн. га. Процессы дефляции почв были прослежены по АКФ, полученных в период с 1954 по 1995 гг.

Системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) вида

где У( — объём /-го класса системы, 0^/ — коэффициенты взаимных переходов, Ь, — величина, характеризующая внешние воздействия со стороны окружающей среды, применялись для моделирования территорий ПРС с динамиче-

(1)

ским характером взаимодействия между растительными составляющими. Моделирование осуществлялось по принципу «от простого к сложному». Результаты моделирования простых моделей использовались при составлении более сложных, а при интерпретации последних учитывались результаты предыдущего моделирования. Когда аналитическое решение уравнений модели не представлялось возможным, решение осуществлялось численно. Качественное исследование поведения систем ОДУ выполнялось на их аналитических решениях. Исходные значения площадей для различных типов пастбищ вводились в виде вектора с компонентами, соответствующими разным классам ПРС пастбищ: £1 — несбитые или слабосбитые злаково-прутняково-белополынные пастбища, З2 - умеренно и сильносбитые злаково-белополынные и тырсовые, — сильносбитые тырсово-эбелековые и сорно-однолетниковые, £4— подвижные пески (конечная стадия деградации).

Была выявлена временная зависимость интенсивностей взаимных переходов (сукцессий) между классами в виде полиномов, позволившая уточнить модель с постоянными коэффициентами. Замечено смещение экстремумов промежуточных классов в сторону более поздних значений. При моделировании с переменными коэффициентами временные зависимости для исходного класса (5^ и разбитых песков (5^) деформируются в выпукло-вогнутые логистические кривые.

Разработанные модели использовались затем для прогноза эволюции пастбищных экосистем. Возможности традиционного экстраполяционного прогноза ограничены по известной причине и связаны с видом и репрезентативностью временного ряда. Для долгосрочных прогнозов экстраполяция возможна на монотонных рядах и в нашем случае была применима только для начальной и конечной стадий деградации (классы 81 и БД На рис. 1 приведе-

ны результаты моделирования динамики пастбищной экосистемы Черных земель Калмыкии. Из рисунка видно, что процессы дефляции необратимо разрушают исходные пастбища 5*1 (?) , а рост площадей разбитых песков

£»(0 до насыщения указывает на эту необратимость. Изменение промежуточных классов 5г(0 и 5з(/) протекает через некоторые метастабильные состояния. Наблюдения за этими промежуточными стадиями позволили исследовать устойчивость экосистемы и определять параметры сукцессийг, зависящих от, антропогенного воздействия. Точки бифуркации определялись по кривым аппроксимации данных мониторинга. Использовалась полиномиальная регрессия третьего порядка (рис.2). Для умеренно и сильносбитых злако-во-белополынных и тырсовых пастбищ (5г), (рис. 2а) в 1968 году произошел качественный перелом, после которого начался процесс разрушения. Сильносбитые тырсово-эбелековые и сорно-однолетниковые (5з) достигают экстремума в 1988 году (рис. 26).

Рис.1. Численное решение математической модели ОДУ с переменными коэффициентами: ^ - несбитые или слабосбитые злаково-ярутняково-белополынные пастбища; - умеренно и сильносбитые злаково - бслополын-ные и тырсовые, ¿з — сильносбитые тырсово-эбелековые и Тоо ^ зоо сорно-однолетниковые, ^ -подвижные пески (конечная стадия деградации)

0 8 16 24 32 40 48 56 64 7260 Время. ГОДЫ

г*70

«50 га

3 40 с 30 20 10

-г ---г... 1968г 1 а) -

> -

- /Г + -

60 50 40 30 20 10 42 2 Время.годы Время =0 соответствует 1954 г.

► + + Данные тренда наблюдений — Регрессия полиномом 3-го порядка

Рис.2. Интерполяционный прогноз с помощью полиномиальной регрессии: а) умеренно и. сильносбитые j злаково-белополынные и тырсовые пастбища ¿2(0» б) сильносбитые тырсово-эбелековые и сорно-однолетниковые ¿з(0-Коэффициенты регрессии:

6,72,01=9,43, а2--т 0,46, £73=0,001; ЗД : £70= - 28,05, Л1= - 6,57, 02=0,44,03 = -0,001

100 —1—I—I—I-1 "Г-.

Рис.3. Численный прогноз, и логистическая экстраполяция: а) ОДУ с постоянными коэффициентами; б) ОДУ с переменные коэффициентами; в) экстраполяция с помощью логистической регрессии

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Время, годы (начало с 1954п) • • • Данные АКФ

Модель с матрицей сукцессионных переходов, зависящих от времени, привела к коррекции динамики всех уровней дефляции. Была улучшена согласованность с аэрокосмическим трендом, что свидетельствовало об адекватности модели с переменными коэффициентами и её применимости для долгосрочных прогнозов.

Математическая модель функционирования ПРС и поиск оптимального управления биоресурсами на примере пастбищ Чёрных земель Калмыкии дала практические результаты для сохранения, стабилизации и прогноза их состояния. Исследования показали, что эколого-экономические обратные связи, возникающие при управлении, обусловливают нелинейное поведение экосистемы и усложняют процедуру прогнозирования. Установлено, что долгосрочное прогнозирование (20 - 25 лет) можно осуществлять на ОДУ с переменными коэффициентами, а устойчивость растительных экосистем может быть обеспечена посредством динамического управления. Данные прогноза предопределили стратегию управления. Управление с применением целевой

функции, отражающей прибыль, осуществлялось методом динамического

•• • \

программирования [Р. Беллман, 1960]. Целевая функция оптимизации содержала затраты на проведение восстановительных работ, продуктивность пастбищ и ожидаемую прибыль.

Использование тестовых моделей для исследования явлений, связан-

ных с процессами дефляции и восстановления по механизму промежуточных сукцессий, позволяет применять результаты моделирования для других биотических систем в агроэкологии. Это имеет важное практическое значение,

% <

так как натурные исследования функционирования почвенно-растйтельных систем требует значительных материальных затрат и длительного ряда наблюдений.

2. МАРКОВСКИЕ ЦЕПИ ДЕФЛЯЦИИ ЭКОСИСТЕМ

Нелинейная динамика растительных сообществ не позволяет получать долгосрочные прогнозы их эволюции, несмотря на хорошо разработанную методику экстраполяции временных рядов. Применение моделей с использованием дифференциальных уравнений доступно лишь исследователю, обладающему достаточно сложным программным обеспечением и высокой математической квалификацией. В диссертации исследовался вопрос о применении марковской цепи (МЦ) для долгосрочного прогнозирования. Было установлено, что не смотря на очевидную простоту метод МЦ дает достаточную точность и может быть использован специалистами, интересующимися си-нергетическими вопросами в агроэкологии. В связи с этим была разработана методика составления моделей прогнозирования с применением математического аппарата марковских процессов (МП). С учетом эргодичности решаемых задач марковские цепи оказались весьма эффективными при разработке динамических моделей функционирования пастбищных экосистем аридных территорий.

Составление МЦ осуществлялось с использованием аэрокосмической фотоинформации (АКФ). Аэрокосмический мониторинг регистрировал динамику изменения четырех классов деградации пастбищ. Цифровые модели, полученные из АКФ, обеспечивали необходимую репрезентативность для компьютерного дешифрирования. Составление адекватной марковской цепи производилось с точностью, достаточной для построения графа МЦ (значе-

ния его дуг задавались с точностью ~2%). Переход к неоднородным цепям значительно увеличил интервал прогноза эволюции. Исследования проводились на девяти переходных матрицах, покрывающих временной интервал в 40 лет с пойторностыо съемок 5-9 лет. Направление и скорость сукцессий "определялись из сравнения матриц переходов на концах временных интервалов тренда. Финальные векторы состояний вычислялись из уравнения Колмого-

рова-Чепмена ^ = » где t - число периодов наблюдения, £о- век-

тор начальных состояний, - финальный вектор, Ру - матрица переходов.

Анализ стационарных (финальных) распределений почвенно-растительных классов, полученных из матриц с высокими степенями, позволил выявить точки бифуркаций, когда траектория эволюции классов качественно изменяется. При составлении динамической модели учитывались прямые и обратные сукцессии. Анализ наблюдений за 40 лет (табл.1) и сравнение динамики матриц сукцессий позволил сделать вывод о том, что процесс деградации системы описывается неоднородной цепью Маркова.

Изменение динамики переходов обусловлено открытостью ПРС за счет взаимодействия с внешней средой. Математическая модель разрабатывалась с использованием основных положений теории МЦ в приближении марковости сукцессионных процессов. Начальные векторы состояний «$(0) задавались по аэрокосмическому мониторингу для первого года каждого периода наблюдений. Нормированные матрицы переходов (табл.1) определяют интенсивность переходов р^ между состояниями и Анализ матриц показал, что их изменение носит нелинейный характер. Динамическая модель МЦ позволила определять точки качественного перелома в поведении пастбищной экосистемы (точки бифуркации) и осуществлять долгосрочные прогнозы.

Таблица 1

Матрицы переходов классов системы Чёрных земель Калмыкии

1954-1958 1958-1964

в, 82 Бз Б4 82 Бз в4

41,7 23,1 3,5 0 38,4 и,з 0,3 0^2

8,5 17,8 1,0 0 2,0 34,7 3,4 1,8

0 0,7 0,3 1,9 Бз 0 0,6 3,7 1,3

Б4 0 0 0,8 0,4 Б4 0 0 0,3 2,0

1964-1970 1970-1979

Б! 24,9 10,6 3,5 1,4 Э) 12,5 6,2 4Д 2,8

0,7 41,7 1,5 2,7 Яг 0,7 16,0 29,6 6,5

0 0,5 4,0 3,2 Эз 0 0,4 1,4 7,4

34 0 0 0,2 5,1 Э4 0 0 0,5 11,9

1979-1981 1981-198 4

5,0 , 7,0 0 1,2 Б, 2,5 1,6 , 0 1,0

Э2 0,1 13,0 7,9 1,6 0, 6,2 12,8 1,1

0 0,2 33,1 23 Эз 0 ОД 39,4 1,5

Э4 0 0 0,1 28,5 0 0 0,1 33,5

1984-1986 1986-1989

2,0 0,2 0 0,4 в» 1,8 0,1 0 0,3

Б;» 0,2 5,8 0,7 1,3 82 1,7 5,5 0,2 0,7

Эз 0 0 42,6 9,6 Эз 0 0,1 27,1 16Д

Э4 0 2,0 0,1 35,0 Б* 0 0 0,4 42,3

Модели с использованием марковских цепей при очевидной простоте и наглядности дают вполне адекватные результаты, что весьма ценно для исследователя, интересующегося проблемами устойчивости экосистем и прогнозами их состояний [Е.А. Денисенко, У.Д. Каргополова, Д.О. Логофет, 1996]. Неоднородность МЦ описывалась параметром, определяющим степень отклонения экосистемы от равновесного состояния" (дестабилизация

экосистемы 6(0) и определялась выражением: = где

£¿(0) - исходная площадь, 3X0 - финальное значение площади 1-го класса.

Условная нагрузка ?Ч0 на пастбищную систему определялась по данным численности скота и тренда площадей пастбищ, находящихся в трёх возмож-

ных состояниях : , где St(t) — площадь пастбищ i-го класса

1=1

дефляции, /?(/) - поголовье скота, с, — компоненты вектора весовых коэффициентов кормовых запасов 1-го растительного класса. Из уравнений для д(г) и у (г) следует, что параметр дестабилизации ¿(7) связан с нагрузкой на пастбище у (0 через параметры, характеризующие поголовье скота и кормовые запасы

Изменение параметра <5(/) и относительное изменение /?(/) во времени (рис.4) указывают на неустойчивость ПРС в точках перелома хода кривой приходящихся на 1977 и 1988 гг., в то время как зависимость нагрузки Л(/) является монотонной.

£ о

S 07 ûi

К» 0.45

о-^е* 1/ /

Рис. 4. Полиномиальная регрессия временных зависимостей: 1 - параметров дестабилизации ô(t) и 2 -пастбищной нагрузки R(t)

зо

70 80

t. годы

100

Результаты, отраженные на рис. 4, позволили сделать вывод о том, что точки бифуркации открытой пастбищной экосистемы связаны с процессом динамического развития составляющих её классов. Функциональная связь между площадью пастбищ и условной нагрузкой позволяет определить допустимую численность скота на 1 га для рационального использования кормовых запасов. Определение точек бифуркаций, соответствующих режимам неустойчивого развития,,позволяет выявить синергетическую природу самоорганизации ПРС через промежуточные сукцессии, в том числе в нашем случае по схеме: <£, —> -> —Анализ результатов моделирования показал, что сценарий экологического будущего пастбищной экосистемы Черных

земель Калмыкии мог бы быть другим: если пастбищную нагрузку оставить на уровне 60-х годов, то уровень кормовых запасов стабилизируется и бифуркации отсутствуют.

" Марковская цепь может служить для создания динамической"модели с изменяемой по желанию исследователя исходной матрицей, позволяющей определять предельные нагрузки и изучать поведение экосистемы с целью выявления условий её. устойчивого динамического равновесия в будущем. Результатом моделирования явилась возможность определения времени стабильного функционирования классов ПРС. Оказалось, что марковские цепи можно использовать в управлении динамикой экосистемы, что, несомненно, важно при решении проблемы рационального природопользования. Совместное использование дифференциальных уравнений и марковских цепей позволило приблизиться к наиболее адекватному математическому описанию неравновесных систем.

На рис. 5 представлены графики изменений четырёх классов экосистемы, полученные с помощью МЦ. Из рисунка отчётливо видно различие в характере изменения кривых. Обращает на себя внимание возникновение немонотонности в некоторые периоды наблюдений. Это отчётливо видно при сравнении, например, периодов 1954-1958 гг. и 1958-1964 гг. В начале тренда (1954-1958 гг.) динамика системы носит монотонный характер, где каждый класс со временем стабилизируется и приходит к равновесному финальному состоянию. Совершенно иная картина для 1958-1964 гг., где резко возрастает дефляция исходных несбитых и слабосбитых пастбищ, уменьшающихся до катастрофически малых размеров с образованием дефляционных песков, составляющих около 40% к концу прогноза. Визуальный анализ марковских цепей позволяет изучать характер поведения экосистемы на качественном уровне. Ход кривых для периода 1970-1979 гг. явно указывает на необратимый распад исходных пастбищ. Анализируя подобные кривые для других периодов, можно отслеживать динамику функционирования пастбищной эко-

системы и принимать решения по сохранению ее растительных биоресурсов.

Рис.5. Марковские цепи дефляционных процессов. Начальные векторы состояний приняты по данным космического мониторинга : 1 - несбитые или слабосбитые злаково-прутняково-белополынные пастбища и сенокосы; 2 — злаково-белополынные и тырсовые средне-сбитые пастбища; 3 — сильносбитые тырсово-эбелековые и сорно-однолетниковые; 4 -полностью сбитые дефляционные пески, лишенные почв и растительности

30 60 Время, годы

45 90

Время, годы

ЕЕЗ3

ЕЕЗ2

ЕЕЗ4

Биологические системы с самоорганизацией на фоне хаоса флуктуирующих процессов обнаруживают регулярные и устойчивые структуры [И. Пригожин, 1985]. Исследования таких явлений на макроскопическом уровне, насколько нам известно, не проводились (макро-уровень означает здесь системы геологических масштабов). На языке неравновесных флуктуаций И. Пригожиным показана макроскопическая неоднородность протекания процессов вблизи неравновесных состояний, приводящая в ряде случаев к промежуточной организации структуры системы. Ожидание аналогичных проявлений на биологическом уровне вполне оправдано. Если законы неравновесной термодинамики справедливы для открытых систем на молекулярном уровне, вполне возможно их применение к макросистемам в виде пастбищных экосистем.

Итогом главы является вывод о том, что математический аппарат марковских цепей позволяет создавать математические модели, с помощью которых выявляются условия устойчивого динамического равновесия и делать долгосрочные прогнозы функционирования растительного покрова пастбищных экосистем. Использование МЦ для управления динамикой биомассы таких экосистем может быть распространено на более общие практические задачи оптимального природопользования.

•3. СИСТЕМА ДЕШИФРИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПОЧВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ

Изучение устойчивости окружающей среды в антропогенных условиях требует отслеживания (мониторинга) состояния экосистемы. В главе отражены концепции информационных технологий обработки аэрокосмического мониторинга, используемого в исследованиях динамики пастбищных систем. Компьютерные технологии позволили объединить профессиональный опыт экспертов, интеллектуальные способности геоинформационных систем (ГИС) и вычислительные возможности ЭВМ, позволившие обойти трудности, связанные с достоверностью и точностью видеоинформации, её репрезентативностью, неопределённостью при дешифровке и т.д.

Эффективным оказался синтез двух методов исследования: математического и картографического. Посредством объединения этих методов исследовалась дефляция растительного покрова - основного экзогенного процесса в регионах с повышенной аридностью - были выявлены причины возникновения и рассчитан прогноз ее развития в зависимости от антропогенных факторов [Б. В. Виноградов, К. Н. Кулик, А.Н. Салугин, 1993, 2003]. Полученные материалы позволили осуществлять оперативную и достоверную оценку экологического потенциала аридных территорий [А.Н. Салугин, К. Н. Кулик, 2000].

В главе описывается методика распознавания АКФ, реализованная в виде компьютерной системы дешифрирования (СД), позволяющей осуществлять идентификацию растительного покрова пастбищ с помощью алфавита классов и соответствующего словаря признаков. Алгоритмы программ графической обработки снимков служили основой для решения задач классификации объектов с их последующим выделением на фоне генеральной совокупности изображения.

Методика предусматривает предварительную подготовку данных с применением алгоритмов цифровой обработки: фильтрации, расслоения, векторизации, идентификации и т.п. Полученная информация являлась исходной для аналитического и интеллектуального блоков. Аналитический блок содержит обработку исходных цифровых данных с целью определения пространственного распределения объектов изображения и их временной динамики, процедуры статистической обработки числовых массивов, определения скорости процессов дефляции, построение карт динамики, распознавания образов и т.д. Интеллектуальный блок позволяет получать оценку экологического состояния растительного покрова пастбищ и делать прогнозы его эволюции. Блок состоит из экспертной системы для распознавания образов, программ для математического моделирования и рационального использования ресурсов пастбищ с учётом ограничений, обеспечивающих их устойчивое функционирование.

Фильтры с различной полосой пропускания, векторизация и расслоение позволили детализировать исходные АКФ, выделять на панхромных снимках объекты, неразличимые для глаза, избавляться от шумов. СД предоставила возможность осуществить послойную визуализацию изображений при предварительном исследовании состояния растительных ресурсов почвенного покрова, качественной оценки тренда или просто для экспресс-анализа с использованием гистограмм статистической обработки.

Для компьютерного дешифрирования АКФ в диссертации использовались концепции тории распознавания, предусматривающие поэтапную идентификацию с обучением [А. Л. Горелик, 1989]. После вербальной классификации образов в виде алфавита классов определялись их признаки. Из словаря признаков выделялись те, которые могут быть идентифицированы с достаточной достоверностью (форма, рисунок, яркость, контрастность и т.д.). Затем на основе априорных данных с помощью словаря признаков осуществлялась идентификация классов растительного покрова с различной степенью деградации по алгоритму с обучением.

Опустынивание было разбито на несколько уровней с соответствующими признаками из составленного словаря признаков. При расшифровке АКФ идентификация классов, принадлежащих различным степеням деградации, включала четыре уровня: фоновый (I), умеренный (П), сильный (III), очень сильный (IV), выделяющих зоны соответствующих экологических состояний: норма, риск, кризис и бедствие.

Основным прямым признаком, по которому проводилось распознавание, был тон фотоизображения. Следуя классификации степеней деградации земель, признаки объектов АКФ были определены по фону в следующей последовательности: фоновый уровень — темно-серый и темный; умеренный уровень — серый и светло-серый; сильный — светло-серый и светлый; очень сильный - светлый или почти белый. Этим признакам соответствуют коэффициенты оптических плотностей панхромньгх снимков: 1; 1-0,8; 0,8-0,4; 0,4-0,2; менее 0,2 [К.Н. Кулик, В.И. Петров, И.П. Свинцов, A.C. Рулёв, А.Н. Салугин, 2003].

В словарь признаков входили также форма, физиономический рисунок и площадь объекта. Было установлено, что форма и площадь очагов дефляции могут служить дополнительными индикаторами опустынивания. Умеренный уровень разрушения определялся объектами концентрической формы и рассеянным точечным рисунком. Сильная деградация сопровождается оча-

гами в форме полос, которые образуются слиянием мелких очагов в направлении господствующих ветров. Пятнистая и неправильная форма соответствуют очень сильному уровню деградации, при котором происходит слияние очагов дефляции, образовавшихся от интенсивного выпаса скота и распашки почв. Площадь очагов при этом достигает иногда 120 км2, а общая площадь классов пятнистой формы при сильной степени деградации составляет порядка 90% всей площади очагоз дефляции. Было замечено, что скорость дефляционных процессов зависит не только от количества очагов, но и от их размеров. Это объясняется физикой процесса выветривания, протекающего по контуру разрушаемого класса: чем больше развита общая граница контуров, тем выше скорость разрушения. Была составлена шкала количественных и качественных признаков деградации, определяющая процедуру распознавания.

Район Чёрных земель, исследуемый в диссертации, является эталонным для полупустынных зон. Полученные в работе материалы по дешифрированию могут быть распространены на другие аридные территории России. Методология и ЭВМ-технология обработки аэрокосмических фотоизображений, разработанные нами для исследования динамики дефляции пастбищ, позволяют определять условия их адаптивного развития и самовосстановления. Применение ЭВМ раскрывает новые качественные и количественные характеристики изображений, не обнаруженные ранее исследователями без компьютерной обработки. Изучение проблемы устойчивости систем агроэкологии в антропогенных условиях требует значительных затрат при проведении натурных экспериментов и наблюдений. Эти трудности в значительной мере устраняются за счет аэрокосмического мониторинга и внедрения ЭВМ-

технологий. Полученные в главе результаты стимулируют развитие нового

направления в экологии аридных экосистем — динамическое картографирование.

4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭРОЗИОННОГО ПРОЦЕССА

В-главе рассмотрены вопросы математического моделирования-водных эрозионных процессов, обусловливающих потерю почв, динамику формирования склонов, овражных и балочных систем (гидрографической сети), связанных с геоморфологией склонов. Математические методы в геоморфологии развиты шире, чем в экологии почв - более молодой науке. Специалисты сельскохозяйственных дисциплин (гидрологи, агрономы, почвоведы) решают задачи экологического плана на склонах [В.М. Ивонин, 1985] в том числе эмпирическим путем, исследуя конкретные водосборы. Такие исследования, несомненно, имеют значимую ценность для конкретного региона. Однако распространение этой методики на другие районы не представляется возможным. В связи с этим разработка универсальных математических моделей, отражающих природу эрозионных процессов, выявления режимов динамической устойчивости склоновых систем в настоящее время является актуальной. При разработке математических методов этой проблемы исследователи [А.М. Трофимов, В.М. Московкин, 1983] столкнулись с широким разнообразием типов склоновых систем и режимов их функционирования.

Балансовое соотношение массопереноса приводит к модели в виде диффузионного уравнения, описывающего эрозионные процессы при ламинарном течении конечного слоя невязкой жидкости. Применение численно-аналитических методов обеспечило реализацию математических моделей с графической интерпретацией результатов, что позволяло быстро и эффективно изучать динамику эрозионных процессов. Выполнялся вычислительный эксперимент на значительных временных интервалах эволюции.

В развитие теории подрезаемых склонов в главе исследуются условия их устойчивости. Теоретические концепции здесь разделялись на два вида моделей: с подвижной и неподвижной границами. Используемые в работе балансовые модели в некоторых случаях допускали аналитическое решение.

Однако, чаще решались численно с использованием методов конечных разностей (МКР).

' Результат балансовых моделей - динамическое изменение формы профилей склонов в процессе их эволюция. Исследование динамики профилей позволило отслеживать изменение уровней равных уклонов поверхности склонов для оценки важного для экологии почв параметра — смыва в заданной точке, который необходим при проектировании защитных рубежей. Прогнозирование динамики склонов используется при исследовании водосборов как систем, состоящих из множества склонов с различными геофизическим параметрами, а также при моделировании рельефа в целом и прогноза его форм.

В диссертации этот метод демонстрируется на примерах нестационарных задач, связанных с массопереносом. Основной задачей математических моделей являлось выявление механизма разрушения, динамики рельефа и составление прогнозов. Экологическое состояние водосборов, на которых протекают процессы водной эрозии, определяется динамикой эволюции, сопровождающейся образованием оврагов или, наоборот - выполаживанием.

В главе излагаются общие закономерности поведения склоновых систем с феноменологической точки зрения. Рассмотрены классические методы описания процессов массопереноса с коэффициентом смыва, зависящим от положения на склоне. Анализ аналитических решений выявил их существенную связь с коэффициентом смыва. Интерактивный режим вычислений позволил наблюдать за изменением формы склона в зависимости от краевых условий. .

Модели диффузионного типа, основанные на балансовых соотношениях, позволили описать динамику склоновых,процессов на геологических

временах с определением возраста склонов, прогнозировать и определять условия их динамической устойчивости. Было выявлено, что если скорость подрезания склона (подмыв) превышает некоторое критическое значение по

отношению к скорости денудации, то основание перемещается к водоразделу, увеличивая крутизну до образования осыпи. Разрушения как результат работы водных потоков и селей при наводнениях, в последнее время участившихся на территории южной части России и в Сибири, связаны с подобным подрезанием склонов и их последующим обвалом. Установлено, что движение основания резко изменяет динамику склоновой системы. Численный эксперимент показал, что при подрезании и выносе делювия по тальвегу основание перемещается значительно быстрее, чем в случае с неподвижным базисом, когда деформация поверхности определяется только эрозионно-

Рис.6. Динамика эволюции склонов. Численный эксперимент модели подрезаемых склонов с различными скоростями подрезания и коэффициента диффузии: а) ко = 0,05 м2/год, vx = 0,1 мм/год, 1 - исходный профиль, 2, 3, 4,5 - 12,24,32,48-104 лет; Ь) к0 = 0,1м2/год, Ух = 1 мм/год, 1 - исходный профиль, 2, 3, 4, 5 - 4, 6, 8, 12-103 лет; с) ко - 0,1 м2/год, у*=1 Омм/год, I -исходный профиль, 2, 3, 4, 5 - 1, 2,4, 8102 лет

Было установлено, что подрезание приводит к неустойчивости, которая имеет взрывной характер — при критической скорости подрезания образуется осыпь (рис.6). Таким образом, склоновая система может находиться в двух динамических состояниях. Устойчивый режим определяет такое состояние,

аккумулятивным явлением.

когда крутизна склона не возрастает в процессе эволюции. В данном случае наблюдается почти параллельное отступание склона и его выполаживание.

Неустойчивый режим приводит к возрастанию крутизны вблизи основания до критического значения, когда склон становится осыпным (рис. 6с). Было обнаружено, что чем больше интенсивность подрезания, тем быстрее формируется осыпной склон. При этом существенным является соотношение между смывом и скоростью подрезания. Сравнение с натурными данными проводились с различными типами склонов водосбора "Мелоклетский". Наилучшее совладение наблюдалось для пологих делювиальных склонов.

Рассмотрены процессы, протекающие на поверхности склонов и определяющие динамику изменения их профиля. Математическое моделирование основано на уравнении баланса

dz да л

-+ - 0 (2)

dt дх W

где z - высота склона, q — объём материала, участвующего в процесс водной эрозии. Линейное приближение модели (2) приводит к перемещению прямолинейных склонов без образования выпуклостей. Нелинейная зависимость коэффициента смыва к(х) в виде степенной функции или экспоненты обусловливает лавинное нарастание смыва с максимальным значением в точке перегиба выпукло-вогнутой формы профиля. Были изучены модели для различных функций к{х). В зависимости от краевых условий эволюция склонов резко изменяется. Замечено, что модели, основанные на балансовых отношениях, адекватно отражают развитие пологих склоновых систем, однако физический аспект, состоящий только в диффузионном характере явления, недостаточен для полноты их описания.

Физика массопереноса в ламинарном потоке в общем случае заключается в учете механизмов отрыва и перемещения частиц почвы под действием водного потока, силы тяжести микрочастиц субстрата, силы Архимеда, трения и т.д. [В.Н. Гончаров, 1954]. Учёт скорости водного потока при форми-

ровании субстрата приводит к понятию критической скорости Укр, при которой начинается его образование. Изменение мутности при этом пропорционально V3.

Если рассматривать склон как открытую нелинейную систему, то её описание с помощью линейного уравнения является неправомерным. Поведение таких систем, как правило, связано с неравновесными явлениями, возникающими из-за их нелинейности и диссипативности. Смысл коэффициента диффузии в моделях смыва и аккумуляции до конца не выяснен. В самой модели отсутствует важная характеристика склона — его уклон. Предположение о коэффициенте диффузии, зависящем только от положения на склоне, не является обоснованными. Действительно, в процессе эволюции должны изменяться скорость смыва и осаждения материала вдоль профиля, что обусловливает саморазвитие склона за счёт обратной связи, когда зависящий от уклона коэффициент смыва формирует сам профиль. Указанные соображения привели к необходимости описания процесса эрозии с введением физических параметров, определяемых опытным путем. Несмотря па некоторую "скры-тость" физических параметров склонов и неопределенность внешних воздействий, уравнение диффузии позволяет получить важные результаты о коэффициенте денудации, используемом при моделировании эрозионно-аккумулятивного процесса. Поэтому оно было взято за основу модели. Использовались, ранее полученные эмпирические результаты [М. Игапо, 1971]. Расход материала аппроксимировался нелинейной зависимостью

дг

, где ~ - уклон, т, п, а - опытные константы. Мутность

(р) считалась пропорциональной кубу скорости потока V3. Процесс эрозии начинается при некоторой скорости Укр, определяющей условия отрыва частиц от поверхности. В связи с этим необходимо было знать, как изменяется скорость потока при движении по склону. С учётом этих посылок в диссертации получено уравнение, описывающее процесс формирования субстрата

при отрыве частиц с плоской поверхности. Мутность как функция -скорости определялась соотношением

р~а

V-V,

кр

г \3

(3)

V *р Л *р У

где а - коэффициент размерности. Толщина водного потока аппроксимировалась степенной функцией. С учётом (2) и (3) было получено нелинейное дифференциальное уравнение:

■тх'

2 \

дх.

+ х4

дх.

Эх2

(4)

Численные эксперименты на модели (4) проводились с различными начальными формами профиля в виде ступенчатой, кусочно-линейной и логистической функций.

Рис.7. Эволюция развития склона. Модель (4), т=\/2, при различных значениях шага счёта по времени у. а) у=1; Ь) у=5; с) 7=10. Численная реализация на различных шагах счёта: 1 - исходный профиль, 2100,3 - 800,4 - 4000

Рис.8. Эволюция развития склона. Модель (4), 772=1,2, при различных значениях шага счёта по времени у а)у=10; Ь)у=100; с)у=400. Численная временная реализация на различных шагах счёта : 1- исходный профиль, 2-1000,3-8000,4 - 40000

Граничные условия ¡задавались с фиксированными точками слева, соответствующими неподвижной вершине водосбора. Результаты численного решения с закрепленной верхней и свободной нижней границами (рис.7, рис.8) свидетельствуют о том, что наклонное прямолинейное плато постепенно размывается и принимает форму логистической кривой.

Учёт осадков в виде дождевых капель несколько изменяют рассмотренную модель. Поток, поступающий от некоторых фиктивных источников на поверхности склона, увеличивает расход ламинарного потока, изменяя динамику эрозионного процесса. Область применимости модели плоскостного смыва была расширена учётом выпадения осадков, приводящих к увеличению слоя склонового потока. Численное решение для различных значений параметра т показало, что для значений в интервале (0,95-*-1,65), процесс эрозии выходит за рамки плоскостного смыва (/и =2/3). Достаточно хорошее совпадение с данными наблюдений указывает на то, что несмотря на ограниченность ламинарного приближения оно даёт качественно верные результаты. Учёт других факторов, порождаемых нелинейностью задачи и приводящих к возникновению турбулентных потоков, порождает качественно новый механизм смыва в виде отдельных ручьёв. Отметим, что в рассмотренной модели прослеживается возможность исследования нелинейной области, где поток разбивается на отдельные ручьи и перестаёт быть плоским. Слияние элементарных потоков в ручьи приводит к резкому возрастанию смыва. Это отражается на зависимости величины смыва от длины склона и приводит к значениям т, превышающим 2/3, характерному для плоскостного смыва. Таким образом, параметр т может служить индикатором ламинарности водного потока по склону в эрозионном процессе. По-видимому, в нашей модели при т >2/3 имеет место переход от ламинарного потока к турбулентному с последующим распадом на отдельные ручьи. При некоторых условиях ламинарный процесс после точки бифуркации переходит в новое состояние с резким увеличением интенсивности потока за счёт образования ручейковой

структуры. Необходимо отметить, что неучтённая в модели нестационарность процесса может оказаться важным моментом, изменяющим решение. Для" оценки её влияния необходимо знать динамику выпадения дождей, таяния снегов, величину деформации формы "склона, например, после одного ливня или цикла снегования, другие факторы. Вместе с тем следует отметить, что полученная математическая модель более динамична и чувствительна к изменению параметров склона и краевых условий. На наш взгляд, модель может быть использована специалистами, интересующимися проблемами экологии почв, геоэкологии, геологии, археологии, физики Земли и т.д. Разработанные модели склоновых систем несомненно имеют практический интерес и могут быть использованы для прогноза и предупреждения необратимых процессов.

В выводах главы отмечается, что исследование динамики развития склонов водосборов необходимо для прогнозирования их эволюции с целью выявления неустойчивьрс режимов, оказывающих вредоносное влияние на экологию почвенно-растительных систем и ландшафта в целом. С помощью вычислительного эксперимента установлено, что подрезание склонов приводит их к динамически неустойчивому состоянию. На основе анализа результатов экспериментов на балансовых моделях установлено, что склоновая система может находиться в двух различных состояниях, определяющих эволюцию склона. Динамически устойчивый режим соответствует развитию склона, приводящему к параллельному отступанию. Весьма важно при этом знать, каково должно быть соотношение между денудацией и скоростью подрезания. Констатируется, что численная модель морфологии склоновых систем является эффективным Методом исследования их динамики и может

быть использована для изучения устойчивости и прогноза эволюции. Пре-

дотвращение потери гумусного слоя посредством противоэрозионных мероприятий — одна из основных задач агролесомелиорации не может быть решена без конкретных знаний как эмпирических, так и теоретических о функ-

ционировании водосборов, представляющих собою нелинейные, иногда динамически неустойчивые системы.

Исследованные в главе системы склонов являются открытыми и, следовательно, диссипативными системами. Диссипативность таких систем обусловлена с одной стороны наличием стоков субстрата по тальвегу, с другой -выпадением осадков в виде дождя или снега; нелинейность - процессами смыва и аккумуляции. Результатом моделирования таких систем являются кривые двух типов: сигмоидальные, отражающие развитие систем с динамической устойчивостью, и кривые с аномально быстрым изменением, носящим взрывной характер. Такая динамика, на наш взгляд, является следствием бифуркационного срыва в виде аттрактора, наблюдаемого в нелинейных средах [И. Пригожин, 1985]. Механизм зарождения сверхбыстрого развития процессов в нелинейных системах определяется нелинейной положительной обратной связью [А.А.Самарский, С.П. Курдюмов, 1989]. Это свойство проявляется в различных по природе нелинейных системах (физических, химических, биологических, социальных, экономических и т.п.). Современные исследования, направленные на изучение нестабильности и развития сложных структур, неразрывно связаны с проблемами их устойчивости [Г. В. Добровольский, 1997; И. Пригожин, 1985]. Поэтому выявление причин возникновения неустойчивых точек весьма существенно и значимо. В диссертации обобщены результаты, полученные автором при исследования динамики биотических и абиотических систем при переходе в другое состояние через промежуточные стадии [А.Н. Салугин, В.А. Повицкий, Е. Ф. Макаров, Ю. В. Балдохин, 1977; А.Н. Салугин, 1978]. Следует отметить, что нелинейный характер этих процессов отражает общие закономерности переходов систем в другое состояние безотносительно от того, к какому уровню организации они принадлежат.

Рассмотренные в диссертации процессы в открытых нелинейных экосистемах сравниваются с процессами в "неживых" системах, в средах неор-

ганического происхождения. Оказалось, что исследованные ранее [А.Н. Са-лугин, В.А. Повицкий, 1976, 1977, 1978] процессы коррозии металлов в агрессивной воздушной среде, а также температурные превращения в окисных системах имеют качественное сходство по характеру своего поведения с динамикой систем в экологии почв. Взрыв скорости процесса коррозии или температурного превращения и затем постепенное их выравнивание качественно совпадают с динамикой склонов или дефляционными процессами ПРС. В процессе зарождения продуктов коррозии, например, можно выделить начальную фазу, в которой окисные частицы, коррозируемая среда и агрессивная атмосфера образуют открытую систему. Такой она будет оставаться до тех пор, пока не израсходуется весь материал и система прекращает своё существование. Аналогия с экологическими процессами здесь очевидна. Следует отметить, что несмотря на сложность изучаемых систем, все они адекватно описываются нелинейными моделями, отражающими один из основных законов природы — необратимость.

Концепция разработки и численной реализации рассмотренных в диссертации математических моделей диффузионного типа может быть использована для прогноза и предупреждения необратимых катастрофических процессов в регионах РФ, подверженных водной эрозии.

5. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОСБОРОВ В ЦЕЛЯХ ТРАССИРОВАНИЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ КОНТУРОВ

Геофизические процессы (литосферные и биосферные) приводят к образованию на склоновых системах водосбора каскадных структур (систем ка-тен), в которых протекают сложные процессы трансформации солнечной радиации в биохимические реакции, круговорот элементов и влагооборот [Д.Л. Арманд, 1975]. Эрозионные процессы разрушают катены, принося ущерб не только плодородию почв, но и биоценозу в целом. В связи с этим актуальным является вопрос о предотвращении таких разрушений.

В главе 2 части II приводятся результаты разработки компьютерной технологии проектирования противоэрозионных мероприятий на водосборах. Основой для оптимального размещения защитных рубежей служит система линий тока (ЛТ), отражающая пространственное распределение направлений наибольшего смыва. В предположении, что линии тока совпадают с локальными направлениями градиентов уровней, ЛТ получались из производных по направлению для конкретного рельефа. Цифровой образ поверхности формировался из топографических карт. В главе изложена концепция проектирования противоэрозионных мероприятий (ПЭМ), основанная на использовании моделей с применением графических и математических пакетов, объединённых в единый программный комплекс. Вначале была реализована программа с использованием процедур обработки топографической информации. Важнейшей из них является трассирование ЛТ. Для моделирования поверхности водосборов и трассирования применялась триангуляция Делоне, позволившая разработать эффективный алгоритм определения градиентной сетки, задающей ЛТ. Пример результата триангуляции и трассирования ЛТ представлен на рис. 9.

Рис. 9. Пример построения линий тока с применением триангуляции :1 - изолиния (горизонталь) векторизованной топокарты, 2 - триангуляционная сетка, 3 - линия тока

Алгоритм оптимального размещения противоэрозионных рубежей

был разработан с учетом экономических и геоморфологических критериев. Базовой основой при этом служила система линий тока. Теоретические исследования и построенные на их основе математические модели позволили сформировать банки данных по численной оценке характеристик эрозионно-гидрологического процесса, разработать технологию компьютерного проектирования противоэрозионных мероприятий. Автоматизация проектирования ПЭМ повысила производительность труда инженера-проектировщика, существенно снизив сроки разработки при более высоком качестве проекта. Практическое применение математического моделирования и автоматизации обработки картографической информации наттш отражение в конкретных разработках Всероссийского НИИ агролесомелиорации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методология математического моделирования для исследования почвенно-растйтельных экосистем аридных территорий. Вычислительный эксперимент позволил выявить динамику процессов разрушения и восстановления в неравновесных экосистемах, определяя в ходе моделирования области их устойчивости и точки бифуркаций.

2. Выявлена нелинейная динамика растительных сообществ пастбищ Чёрных земель Калмыкии с бифуркациями, предопределяющими рациональные сценарии эксплуатации естественных отгонных пастбищ на площадях порядка 30 тыс км2. Эксплуатация таких экосистем требует регулирования нагрузки в зависимости от её состояния в текущий момент, а динамическое управление определяется стратегией, использующей результаты экологического прогнозирования.

грузки на пастбищные экосистемы выявил причины их деградации. Математическим моделированием установлены допустимые нагрузки ( 0,35 голов на га).

4. Установлено, что системы биотического происхождения на подстилающей поверхности стремятся к самосохранению посредством промежуточных сукцессий, исследование динамики которых позволило разработать принципы рационального природопользования. Математическое моделирование при этом обосновывает оптимальные управления.

5. Разработаны принципы компьютерного дешифрирования АКФ аридных пастбищных территорий на идентификации образов с помощью словаря признаков. Интеллектуальная обработка результатов дешифрирования основана на результатах, полученных в процессе статистической обработки данных при распознавании, и связана с задачами моделирования и прогноза. Концепция математического моделирования переведена на уровень практических приложений. Модели на пастбищных системах агроэкологии в режиме реального эволюционного развития, разыгрывая сценарии с учетом техногенной деятельности человека, позволяют отслеживать их динамику. Модели склоновых систем — эволюцию формирования водосборов.

6. Исследованы склоновые системы на больших временных интервалах (100 - 100 тыс лет). Установлено, что моделирование динамики различных типов склонов обладает универсальностью и общностью математического описания. Установлены условия динамической устойчивости функционирования склоновых систем с обратной связью. Выявлена причина бифуркаций, сопровождающих возникновение осыпных склонов. Получена эволюция пространственной формы для различных режимов смыва.

нелинейной области, где поток разбивается на отдельные ручьи и перестаёт быть плоским. Параметр т модели служит индикатором ламинарности плоского потока. При т >2/3 линейная модель перестает работать и поток становится турбулентным, распадаясь на струи7 ламинарный процесс после точки бифуркации переходит в новое состояние с резким увеличением интенсивности потока за счёт образования ручейковой структуры.

8. Предложен концептуально новый подход к разработке математических моделей в агроэкологии. Предметно-ориентированные пакеты программ используются для реализации вычислительного эксперимента. Сочетание аналитического и численного решений позволяет расширить круг задач и обеспечить большую эффективность исследования посредством когнитивного наблюдения за эволюцией систем.

9. Разработана методология обработки картографической информации с применением программных и аппаратных средств ЭВМ с целью получения необходимой цифровой информации для моделирования водных эрозионных процессов. Последовательно-параллельная компьютерная технология реализована для решения задач моделирования формирования склонов, проблемы генезиса водосборов и оптимального размещения противоэрозионных рубежей. Полученные геофизические параметры находят применение при расчёте смыва почв, для построения тематических карт по признакам геоморфологии, степени эродируемости и т.п.

10. Динамика эволюции процессов с обострением на установившихся стадиях развития в системах с различным уровнем организации описывается единым механизмом развивающихся структур с помощью изоморфных математических образов. В аридных системах самовосстановление обеспечивается взаимными превращениями классов (сукцессиями). Механизмы самоорганизации в склоновых экосистемах приводят к стабилизации форм профилей за счет обратной связи.

11. Выявлено качественное сходство динамики систем неорганического происхождения с поведением исследованных экосистем. Коррозия металлов в агрессивной атмосфере и динамика температурных превращений систем гидроксилов железа ведут себя аналогично процессам, протекающим на склонах или на подстилающей поверхности аридных территорий. Безотносительность и общность математического описания указывает на универсальность законов природы исследуемых сложных и неравновесных систем. Нелинейность и диссипация массы и энергии, вызванные открытостью экосистем, являются основными факторами, определяющими их поведение и должны учитываться в моделях прогноза и управления.

Динамика открытых нелинейных экосистем, представителями которых являются пастбищные системы аридных зон и системы склонов на водосборах (катены), эволюционное исследование которых будет, несомненно, продолжено, откроет много нового для понимания процессов функционирования и устойчивости экосистем вообще. Через язык математического описания проступает фундаментальная общность динамических процессов рождения и распада структуры систем. Исследования их общих тенденций, несомненно, представляет особую ценность для тагах областей знаний как общая теория систем, синергетика и т.п.

СПИСК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Салугин, А. Н. Синергетические аспекты динамики аридных экосистем / А. Н Салугин // Вестник Саратовского государственного аграрного университета им. Н. И. Вавилова. — 2006, №2.

2. Салугин, А. Н. Математические модели динамики и прогноза эволюции аридных экосистем / А. Н. Салугин, К. Н. Кулик. - Волгоград. -2006. -180с.

3. Салугин, А. Н. Математические модели процессов эрозии / А. Н. Салугин, К. Н. Кулик, Е.А. Гаршинев // Докл. РАСХН.- 2004. С.33-35.

4. Салугин, А. Н. Марковские цепи дефляции почвенно-растительного покрова пастбищ Чёрных земель / А. Н. Салугин, К. Н. Кулик // Доклады РАСХН.- 2003. - С . 34 - 37.

5. Салугин, А.Н. Синергетические аспекты динамики почвенно-растительных аридных экосистем / А. Н."Салугин // Доклады РАСХН.- 2005. -С.60-62.

6. Салугин, А. Н. Моделирование, прогноз и оптимальное управление в экологии почвенно-растительного покрова Калмыкии / А. Н. Салугин, К. Н. Кулик // Аридные экосистемы. -2001, том 7, №14-15. - С. 11-21.

7. Салугин, А. Н. Компьютерное дешифрирование аэрокосмических снимков / А. Н. Салугин // Деп. в ВИНИТИ, № 336-В2002.-9с .

8. Садугин, А. Н. Прогнозирование процессов опустынивания пастбищ Западного Прикаспия на основе аэрокосмической фотоинформации / Б. В. Виноградов, К. Н. Кулик, А. Н. Салугин // Лесомелиорация и ландшафт. - Волгоград, 1993.-С. 67-82.

9. Салугин, А. Н. Использование математических пакетов для обработки картографической информации в целях проектирования противоэрозионных мероприятий. / Е. А. Гаршинев, А. Н. Салугин, Н. Н. Овечко, А. В. Филиппов // Материалы Российской научной конф., Саратов, 1998, - С. 139-140.

10. Салугин, А. Н. К оценке пустынности и опустынивания. / Е. А. Гаршинев, А.Н. Салугин // Лесомелиорация и адаптивное освоение аридных территорий: материалы Всерос. Науч.-практ. конф., -Волгоград, 2000.-С. 25-27.

11. Салугин, А. Н. Методика полевого моделирования эрозии и расчета смыва / Е. А. Гаршинев [и др.]. - М.: ВАСХНИЛ, 1991 .-42 с.

12. Салугин, А. Н. Математическое моделирование динамики дефляции почв Чёрных земель Калмыкии и прогноз её развития / К. Н. Кулик, И. А. Салугин // Ш-й съезд Докучаевского общества почвоведов, Суздаль, 11-15 июля 2000 г., - М., 2000. - С. 230-231.

13. Салугин, А. Н. Методы автоматизированной прокладки линий тока на топокарте в целях трассировки контурных стокорегулирующих лесополос / Б. П. Петрюк, А. В. Филиппов, Е. А. Гаршинев, А.Н. Салугин // Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы. Материалы международной научно-практической конференции. — Волгоград, - 2001.-С. 164-166.

14. Салугин, А. Н. Автоматизированное определение геоморфологических характеристик водосборов при разработке САПР противоэрозионных меро-

приятий / А. Н. Салугин, Е. А. Гаршинев, Б. П. Петрюк // Сб. докл. Междупар. науч.-практ. конф., Курск, 9-11 сент. 2003 г. - Курск, 2003. - С. 417-420.

15. Салугин, А. Н. Анализ вариантов модели эволюции формы склона в результате эрозионно-аккумулятивного процесса / А. Н. Салугин, Е. А. Гаршинев // Методы исследования водной эрозии в противоэрозионной лесомелиорации: сб. науч. тр. ВНИАЛМИ. - Волгоград, 1989. - Вып. 1(96). - С. 145158.

16. Салугин, А. Н. Введение в системный анализ. Компьютерные основы принятия решений: уч. пособие для вузов / А. Н. Салугин. - Волгоград, 2002. -107 с.

17. Салугин, А. Н. Динамическое программирование для обеспечения рационального использования пастбищ / А. Н. Салугин // Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания: материалы межрегиональной науч.-практ. конф., Волгоград, 18-20 сент. 2002 г. / ВНИАЛМИ. - Волгоград, 2000. - С. 223-225.

18. Салугин, А. Н. Исследование диффузионного уравнения при математическом моделировании эрозионно-аккумулятивного процесса / А. Н. Салугин, Е. А. Гаршинев // Методы исследования водной эрозии / ВНИАЛМИ. -Волгоград, 1988. - С. 145-162

19. Салугин, А. Н. Математическое и картографическое моделирование противоэрозионных мероприятий с использованием геоинформационных систем / А. Н. Салугин [и др.] // Защитное лесоразведение и мелиорация земель в степных и лесостепных районах России: материалы Всерос. науч.-практ. конф., Волгоград, 9-12 сент. 1998 г. - Волгоград, 1998. - С. 75-76.

20. Салугин, А. Н. Математическое моделирование динамических переходов в экосистемах / А. Н. Салугин // Вест. ВолгГАСА. - 1999. - Вып. 2. - С. 42-47.

21. Салугин, А. Н. Обработка видеоинформации. Распознавание образов / А. Н. Салугин, Кулик К. Н. // Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы: материалы междупар. науч.-практ. конф., Волгоград 24-27 сент. 2001 г. - Волгоград, 2001. - С. 173-175.

22. Салугин, А. Н. Оптимальное управление в экологии почвенного покрова / А. Н. Салугин // Актуальные проблемы Российской экономики на современном этапе: сб. науч. тр. / ВолгГАСА. - Волгоград, 2000. — С. 90-94.

23. Салугин, А. Н. Прогнозирование динамики экологии почв / А. Н. Салугин // Деп. в ВИНИТИ, № 732. - 2001. - 9 с.

24. Салугин, А. Н. Разработка интегрированной системы картографического моделирования деградации ландшафтов / А. Н. Салугин [и др.] // Защитное лесоразведение и мелиорация земель в степных и лесостепных районах России:'тез. Всерос. науч.-практ. конф., Волгоград, 9-12 сент. 1998 г. - Волгоград, 1998.-С. 79-81.

25. Салугин, А. Н. Система автоматизированного анализа топографической информации в целях защиты почв от эрозии / А. Н. Салугин [и др.] // Тез. докл. Ш-го съезда Докучаевского о-ва почвоведов, Суздаль 11-15 июля 2000 г.-М., 2000.-С. 310-311.

26. Салугин, А. Н. Управление и прогноз в экологии почвенного покрова / А. Н. Салугин, К. Н. Кулик // Проблемы рационального природопользования аридных зон Евразии / Составление и редакция В. II. Зволинского и Д. И. Хомякова; под общ. ред. А. Н. Каштанова. -М.: Изд-во МГУ, 2000. - С. 54-55.

27. Салугин, А. Н. Методическое пособие по применению информационных технологий в агролесомелиоративном картографировании. / А.Н Салугин [и др.]. -М.: РАСХН, 2003, - 46 с.

28. Салугин, А. Н. Триангуляция поверхности водосборов в целях трассировки линий тока и автоматизированного проектирования противоэрозион-ных мероприятий / A.IL Салугин, Е.А. Гаршинёв, Б.П. Петрюк // Материалы международной научно-практической конференции. - Волгоград, 2003. — С.196-197.

29. Salugin, А. N. Mossbauer Study of Superparamagnetic 5-FeOOH and Its Transformation into ce-Fe203. / V. A. Povitskií, E.F. Makarov, N. V Murashko., A. N. Salugin // Phys. Stat. Sol. -1976. - T. 33. - P. 783-787.

Подписано в печать 03.05.2006. Заказ 5. Тираж 100 экз. Печат. лист 2

400062, г. Волгоград-62, Университетский проспект. 97, аб/я 2153. 4^^ь1ечатно-множительный участок ВНИАЛМИ

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Салугин, Александр Николаевич

Введение.

Часть I

Глава 1. Динамика переходов в аридных экосистемах.

1.1. Модели дефляционных процессов.

1.1.1. Формальное моделирование.

1.2. Качественная интерпретация дифференциальных моделей.

1.3. Численное моделирование процессов дефляции пастбищ.

1.3.1. Различные схемы взаимных переходов (сукцессий).

1.4. Оценка адекватности моделирования.

1.4.1. Статистический анализ.

1.4.2. Вычислительные эксперименты с переменными коэффициентами

1.5. Моделирование интегральной динамики с использованием переменных скоростей переходов.

1.6. Прогнозирование.

1.7. Численное моделирование и прогноз.

1.8. Оптимальное управление ПРС.

Выводы

Глава 1, Часть I).

Глава 2. Моделирование дефляции аридных ПРС с помощью марковских цепей.

2.1. Общие положения.

2.1.1. Динамика дефляции в России.

2.1.2. Динамическая экология и прогноз.

2.1.3. Динамика структуры экосистем и долговременные сукцессии.

2.2. Моделирование динамики сложных экосистем с помощью марковских цепей.

2.2.1. Марковские цепи дефляционных процессов.

Выводы

Глава 2, часть I).

Глава 3. Система дешифрирования космического мониторинга почвенных экосистем.

3.1. Космический мониторинг чёрных земель Калмыкии.

3.2. Предварительная цифровая обработка АКФ.

3.3. Распознавание образов.

3.4. Системы распознавания. Основные положения.

3.4.1. Задачи систем распознавания.

3.4.2. Классификация систем дешифрирования.

3.4.3. Экспертные системы распознавания.

3.4.4. Нейронные сети в задачах дешифрирования.

3.5. Применение аэрокосмических методов для исследования процессов дефляции экосистем.

3.5.1. Признаки классов почвенных экосистем.

3.6. Динамика деградации экосистем Черных земель Калмыкии.

Выводы

Глава 3, часть I).

Часть II

Глава 1. Математические модели эрозионного процесса.

1.1. Аналитические модели процессов эрозии и их реализация.

1.1.1. Уравнение баланса.

1.1.2. Аналитические модели с различными коэффициентами эрозии.

1.2. Компьютерная реализация численных моделей.

1.2.1. Вычислительные эксперименты на математических моделях.

1.3. Математическое моделирование склоновых процессов.

1.3.1. Постановка задачи.

1.3.2. Моделирование на неподвижных границах.

1.4. Физический аспект математической модели эрозии.

1.4.1. Формализм дифференциальных моделей баланса и их физиче- ^ екая адекватность.

1.4.2. Феноменологическая модель эрозионного процесса.

1.4.3. Учёт выпадения осадков.

1.5. Качественная теория экосистем. Синергетический подход.

1.5.1 Склоновые системы.

1.5.2. Динамика неорганических систем. Коррозионные процессы и температурные превращения.

Выводы

Глава 1, часть II)

Глава 2. Компьютерное моделирование почвозащитных систем.

2.1. Технология обработки топографической информации.

2.2. Задача оптимального размещения рубежей.

2.3. Практическая реализация.

2.3.1. Сканирование изображения топокарты.

2.3.2. Фильтрование и удаление шумов.

2.3.3. Оцифровка, векторизация .и построение 3<1-поверхности.

2.3.4. Определение линий тока и параметров склонов.

2.4. Автоматизированное проектирование.

2.5. Типовое проектирование.

Выводы

Глава 2, часть II)

Введение Диссертация по биологии, на тему "Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии"

В настоящее время, как никогда прежде, ощущается глубокое противоречие между требованиями технического прогресса и необходимостью сохранения природной среды [1, 3-5, 66, 109, 128, 174, 273, 281]. Естественные ресурсы природы ограничены, а неразумная её эксплуатация и урбанизация ведут к нарушению биологического равновесия, саморегулирования, подвергая опасности стабильность существования. Эта глобальная проблема принадлежит разделу экологии, изучающему условия стабильного существования и саморегулирования открытых систем и содержащему задачи об их устойчивости и самоорганизации. Предметом изучения экологии является биотическая составляющая литосферы, имеющая большое число растительных сообществ, существующих в пространстве и времени в виде экосистем, одной из которых является растительный покров. В результате взаимодействия с внешней средой элементы экосистемы развиваются, видоизменяются, прогрессируют и деградируют по механизму открытых нелинейных сред неорганической природы [146, 243]. Обратные связи в открытых системах, управляют их жизненными процессами, превращая их в адаптивные. В почвенно-растительной системе (ПРС) протекают аналогичные явления. Во всем этом существенную роль играет внешняя среда, часто приводящая за счет неконтролируемого антропогенного воздействия к катастрофическому разрушению ПРС.

Открытые системы в экологии почв являются сложными и многомерными, и их исследование традиционными методами не представляется возможным. Основным методом исследования динамики геосистем является математическое моделирование. В настоящее время математическое моделирование и вычислительный эксперимент на ЭВМ образуют основу новой научной парадигмы анализа и прогноза сложных систем [243]. Её использование позволяет по-новому рассмотреть полученные ранее экспериментальные результаты для более полной интерпретации и уточнения теоретических положений. Математическое моделирование, использующее аналоги процессов, протекающих в системах различной природы, позволяет выявлять наиболее общие законы их поведения безотносительно к их пространственно-временному масштабу. Благодаря общности математического описания процессов различной природы (физической, химической биологической, экономической, социальной и т.д.), с помощью математики удается устанавливать законы поведения систем, имеющих различное происхождение, сложность и размерность. Моделирование на ограниченном классе дифференциальных уравнений (уравнения параболического типа и системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ)) привело к уникальным результатам синергетики при определении допустимых антропогенных нагрузок на экосистему, параметров функциональной устойчивости и динамического равновесия. Совпадение характеров процессов в режиме с обострением для микро- и макро- миров [182] говорит о том, что ". аппарат, развитый в одной области, со всеми его следствиями может помочь прояснить ситуацию в другой".

В системах абиотического происхождения ("неживая" природа или неорганические системы) динамика процессов в точках фазовых переходов или температурных превращений описывается так же, как и в системах, содержащих биотические составляющие (экосистемы). Моделирование систем на языке математики приводит к одним и тем же конструкциям в виде дифференциальных, интегральных или алгебраических соотношений. Качественное согласие результатов моделирования может иметь количественное различие

- разные скорости изменения состояний. При исследовании, например, температурных превращений гидроксилов железа в ходе геологических процессов мы имели дело с геологическими временами порядка 10блет [239, 317]. Размеры систем при исследовании динамики фазовых переходов в твёрдых телах определялись размерами порядка одного микрона в диаметре, а характерные времена флуктуаций порядка 10" с [225, 239, 320, 321]. Для процессов атмосферной коррозии сталей - месяцы [240]. Динамика изменения фазового состава окисных систем на корродируемой поверхности описывается аналитической зависимостью, позволяющей прогнозировать их поведение и определять экспозиции агрессивного воздействия внешней среды. Динамика экосистем подстилающей поверхности описывается временами в десятки-сотни лет на площадях порядка 10б га [66, 231- 233, 237]. Процессы формирования склонов протекают с временными интервалами порядка 103-10э лет [81, 82, 85, 86, 205,223, 227, 229, 236, 267, 270].

Не смотря на "существенный разброс пространственно-временных размеров систем, их поведение описывается одними и теми же математическими моделями. Это означает, что динамика открытых ПРС, определяемая ее взаимодействием с внешней средой, может быть исследована с использованием знаний о неорганических системах, взятых из "неживой" природы.

Эрозионные процессы с катастрофическим разрушением плодородного слоя исследовались многими авторами. Различные концепции описания склоновых процессов приводят к различным математическим моделям и результатам. В связи с этим весьма актуально ставится вопрос об их адекватности. Главной задачей математического моделирования склоновых систем является определение механизма разрушения, динамики формирования рельефа и составление прогнозов. Мы не ставили своей задачей пересмотр всех предложенных к настоящему времени теоретических положений в этой сфере. Некоторые работы в этой области стали классическими [32, 33, 36, 74-75, 103-105, 116-118, 125, 155, 167-171]. Экспериментальные и теоретические исследования авторов [322, 323] явились основой для создания программы по сохранению почв США, в которой определены предельные нагрузки на почвенный покров. Вместе с тем практическая реализация концепций математического моделирования разрушения почвенных систем на склонах далека от совершенства. Особенно это относится к краевым задачам диффузионного типа. В связи с этим в диссертации предлагается ряд новых методов исследования открытых склоновых систем посредством математического моделирования с применением современных программных средств ЭВМ. Это позволило вывести разработанные модели на уровень вычислительного эксперимента, ценность которого, на наш взгляд, очевидна.

Антропогенное воздействие на природу в последние десятилетия привело к существенному уменьшению плодородия ПРС. Процесс разрушения протекает с возрастающей скоростью и его рост за последние 60 лет в тридцать раз превзошел рост за исторический период голоцена [89, 109]. Потеря почв при ливневых дождях и весенних паводках в значительной степени повышает общую деградацию ПРС. В связи с этим существенным становится вопрос об адекватном математическом моделировании и составлении прогнозов экологического состояния почвенных систем.

Не менее важным является исследование динамики профиля склонов, где протекают процессы водной эрозии (здесь и далее под эрозией понимается только водная, "ветровая" - дефляция), часто приводящие к образованию оврагов или, наоборот, к выравниванию поверхности. Динамика русловых процессов в системе оврагов в настоящее время изучена слабо. Нет единой модели водосбора как системы, функционирующей во времени и пространстве по законам, позволяющим предсказывать изменение его строения, получая при этом полезные данные для управления склоновой системой.

Математическое моделирование эрозионных процессов на базе балансового соотношения, приводящего к дифференциальному уравнению диффузии, было предпринято авторами [116-118, 135, 141, 189-191, 266-271], где показано, что аналитическое решение диффузионного уравнения возможно лишь в редких случаях и является сложным для практической реализации.

Как правило, это сложные математические выражения в виде функций Бесселя, Неймана, полиномов Лежандра и т.п. В связи с этим существенным моментом при решении задач устойчивости является проблема реализации математических моделей, не допускающих аналитических расчетов. Применение компьютерных методов моделирования в этих случаях весьма актуально. Разработанные в России и за рубежом пакеты научных программ в значительной степени облегчают численную реализацию модельных задач Коши, краевых и начально-краевых задач с различными видами граничных условий [40, 242, 243,258,263].

Прагматический аспект задач формирования и эволюции склонов заключается в конкретных приложениях. Разработанные нами теоретические концепции используются для математического моделирования и проектирования систем противоэрозионных рубежей, для принятия оптимальных решений. Данные о смыве можно получить из адекватной математической модели, что является одним из главных преимуществ проектирования на ЭВМ. В нашей работе применение алгоритмов триангуляции позволило полностью автоматизировать процесс проведения линий тока, тальвегов и водоразделов поверхности, заданной картой высот [83, 241, 227, 223].

В диссертации приведены результаты исследований последних двадцати лет, проведённых автором в тесном сотрудничестве с отделом защиты почв от эрозии ВНИИагролесомелиорации (ВНИАЛМИ). Идеи совместных изысканий явились основой для математических и физических моделей и, несомненно, стимулируют дальнейшее развитие этих работ.

Значительная часть исследований была посвящена динамике поведения антропогенно-нарушенных систем, приводящей к другому экологическому бедствию - опустыниванию. Одной из основных здесь являлась задача определения причин возникновения подобных катастроф. Феномен опустыненно-сти является следствием разрушения экосистем, понимаемого в соответствии с Конвенцией ООН как деградация земель вследствие эрозии, дефляции, засухи и т.п. процессов, характерных для засушливых территорий. Масштабы и темпы разрушения почвы на территории России в последние 30-40 лет резко выросли. Катастрофически пострадали от ветровой эрозии целинные земли, в результате увеличения норм орошения возникли болота и солончаки в низовьях Дона, Волги, Кубани и Терека. Из-за распашки пастбищ появилась первая в Европе пустыня в Северо-Западном Прикаспии. Процессы разрушения усилились в результате повышения техногенной нагрузки.

Объектом наших исследований в этой части являлись экосистемы Северо-Западного Прикаспия в пределах полупустынных регионов Прикаспийской низменности. Эти системы - эталоны для исследуемых природных зон, поэтому полученные материалы по методам математического моделирования и дешифрирования могут быть экстраполированы на другие территории, как в России, так и за рубежом. Юго-восточный регион Европейской России является окраиной Русской равнины, где степь сменяется полупустыней и в последние годы подвергается интенсивному освоению нефтяных и газоносных месторождений, интенсивно развивается сельскохозяйственное производство. Природно-климатические условия усугубляют ситуацию. Практически все пастбищная экосистема региона была деградирована. В некоторых районах, где дефляция приобрела лавинообразный характер, сложилась обстановка экологического бедствия. В бывшем СССР возникла проблема восстановления деградированных пастбищ.

Системы, подверженные разрушению, требуют исследования причин и прогнозирования последствий деградации, позволяющего определять допустимые нагрузки на ПРС, что весьма важно как с точки зрения сохранения экологического благополучия, так и с точки зрения эффективности использования биоресурсов. При математическом моделировании в качестве начальных данных используются временные ряды (тренды наблюдений). Тренды добываются часто трудоемкими и дорогостоящими экспедиционными исследованиями. Применение компьютерных технологий и аэрокосмических методов значительно сокращает затраты на проектно-изыскательские работы и повышает точность наблюдений. Использование авторами [4, 7, 9, 16-22,

24, 35, 38, 49-60, 78, 193, 194] аэрокосмических методов при исследовании аридных территорий стимулировало автоматизацию обработки аэрокосмических фотоснимков (АКФ) с применением ЭВМ.

Внедрение информационных технологий в обработку АКФ значительно увеличило адекватность выходной информации. При этом довольно успешно решались проблемы моделирования и прогнозирования глобальных процессов [1, 97, 103, 120, 149, 202, 209, 218, 231-233, 237, 263, 267]. Вместе с тем возникают трудности, обусловленные качеством исходной информации, её репрезентативностью, проблемами неопределённости дешифрирования и т.д. [4, 7, 9, 16, 18, 153, 158, 160-166, 177, 219, 235, 264, 265, 3275, 299, 300].

Интегрированная система дешифрирования (СД) на ЭВМ [231, 232, 235] разрабатывалась с целью отмеченных задач и была предназначена для изучения динамики экосистем Северо-Западного Прикаспия. Видеоинформация АКФ служила материалом для математического прогноза. Основой СД является пакет программ для дешифрирования изображений. Цифровые данные, полученные из снимков и предварительно обработанные программами статистического анализа, являлись исходной информацией для аналитического и интеллектуального блоков. Аналитический блок - обработка цифровых данных - пространственное распределение классов (распознавание образов) и выявление временной динамики; интеллектуальный - оценка и прогноз деградации, математическое моделирование (вычислительный эксперимент) и выработка стратегии управления. Моделирование динамики деградации проводилось методом вычислительного эксперимента на системах ОДУ с постоянными и переменными коэффициентами. Для более детального исследования точек бифуркации и зон динамической устойчивости экосистем использовался математический аппарат цепей Маркова.

Исследования показали, что процесс разрушения имеет сложную картину взаимных превращений различных типов классов систем с точками бифуркаций, изменяющих поведение почвенно-растительной системы [231, 237, 267]. Динамика таких переходов исследовалась с помощью марковских цепей, получивших широкое практическое применение для определения устойчивости экосистемы и допустимых нагрузок [136, 228]. Для восстановления разрушенных систем требуются дополнительные затраты, определяемые стратегией управления осуществляемого методом динамического программирования.

Разработанная нами математическая модель динамики экосистем и поиск оптимального управления на примере ПРС Чёрных земель Калмыкии позволили получить практические результаты для их стабилизации и самовосстановления. Нелинейные процессы, реализующиеся в открытых экосистемах, сопровождают их развитие и самоорганизацию. При взаимодействии с внешней средой любая открытая система стремится к устойчивому, динамически равновесному состоянию [195, 197, 211, 243]. В отличие от консервативных открытые системы нелинейны, с необратимыми процессами, играющими "существенную конструктивную роль в физическом мире" [210, 211]. Примеры из различных областей геоэкологии показывают, что открытые нелинейные системы "своевольны" и мы не получаем ожидаемого результата, воздействуя на природу с целью получения прибыли. "Можно как угодно менять характер воздействия-на данную среду, деформировать её самым жестоким образом, а она всё равно "свалится" в одно из устойчивых своих состояний" [243]. Процессы саморегулирования существуют и в неживой природе. С.П. Курдюмов и А.А. Самарский утверждают, что самоорганизация возникает независимо от функционального предназначения систем: реакция Белоусова-Жаботинского, ячейки Бенара, саморазвитие и самоподдерживание и даже размножение структур в плазме [243]. Управление такими системами возможно за счет их открытости. На примерах динамических фазовых переходов в окисных системах железа [225, 239, 320, 321], кинетики коррозионных процессов в агрессивной атмосферной среде [240] и температурных превращений [317] в диссертации показано синергетическое единство биотических и абиотических систем.

Научная новизна работы заключается в разработке теории и методологии математического моделирования антропогенно-деформированных систем почвенно-растительного покрова.

Разработаны математические модели динамики экосистем Чёрных земель Калмыкии. Выявлены точки бифуркаций, сопровождающие движение экосистемы к состоянию, не способному к самовосстановлению - опустыниванию. Определены предельные нагрузки. Распознавание видеоизображений использовалось для ЭВМ-дешифрирования АКФ. Пакет интегральной системы компьютерного дешифрирования служит основой для создания тематических и прогнозных карт. Установлена адекватность метода марковских цепей для описания динамики систем в геоэкологии. В методологическом аспекте она явилась основой для разработки алгоритмов оптимального управления.

Динамические модели эрозионных процессов и модели формирования склоновых систем вместе с вычислительным экспериментом позволили выявить основные физические аспекты процессов смыва. Трассирование линий тока с триангуляцией поверхности позволило автоматизировать проектирование размещения потивоэрозионных рубежей. Алгоритмы для краевых задач с подвижными границами явились основой для динамики прогнозирования подрезаемых склонов. Физическая модель эрозионно-аккумулятивного процесса, дополненная учётом дождевых осадков, использовалась для оценки потери почв на склонах, а также для составления динамических карт уклонов и смыва почв.

На защиту выносятся следующие положения :

1. Обоснование методов математического моделирования как парадигмы научного исследования сложных систем.

2. Методы реализации моделей (вычислительный эксперимент) для изучения динамической устойчивости, эволюции и прогноза ПРС и склоновых систем.

3. Модели динамики неравновесных аридных экосистем. Устойчивость и пределы антропогенного нагружения ПРС.

4. Исследование функционирования и прогноз состояния аридных территорий. Проблема природопользования и оптимального управления экосистемами.

5. Концепции распознавания образов при дешифрировании АКФ. Интегрированная система компьютерного дешифрирования.

6. Теоретические основы математического моделирования склоновых процессов (вычислительный эксперимент).

7. ЭВМ-технология численного моделирования рельефа для определения дерева линий тока, картографирования динамики водной эрозии и уклонов с целью расчета потери почв.

8. Оптимальное размещение противоэрозионных рубежей с использованием автоматизации поиска линий тока и ЭВМ-триангуляции поверхности водосборов.

9. Синергетические обоснования единства законов нелинейной динамики открытых биотических и неорганических систем.

10. Концепция единого математического описания динамики открытых биотических и абиотических систем.

Материалы диссертации использовались при разработке Генеральной схемы борьбы с опустыниванием Чёрных земель Калмыкии. Результаты работы вошли в "Методику полевого моделирования эрозии, расчёта смыва и расстояний между лесополосами" (Москва, 1991), "Методическое пособие по применению информационных технологий в агролесомелиоративном картографировании" (Москва, 2003).

Разработанные теоретические положения и методы их практической реализации используются автором при ведении курсов по искусственному интеллекту и системному анализу. Математические модели склоновых процессов применяются во Всероссийском научно-исследовательском институте агролесомелиорации при проектировании противоэрозионных мероприятий. По системному анализу выпущено учебное пособие с грифом УМО по образованию в области производственного менеджмента. Система компьютерного дешифрирования внедряется в настоящее время для автоматизации распознавания образов на аэрокосмических снимках.

Большое содействие и помощь в проведении работ оказали доктор географических наук, профессор [Виноградов Б.В.|, лауреат Государственной премии; академик РАСХН Кулик К.Н., ведущий научный сотрудник отдела защиты почв от эрозии, доктор с.-х.н., лауреат премии правительства РФ Гаршинёв Е.А., за что автор выражает им искреннюю благодарность.

ЧАСТЬ I

Заключение Диссертация по теме "Экология", Салугин, Александр Николаевич

ВЫВОДЫ (Глава 2, часть II)

Разработана методология моделирования, предопределившая применение ее результатов в ландшафтных экосистемах, включающих склоновые образования в виде отдельных водосборов.

Эрозионные процессы, разрушают катены как части структуры экосистемы, выполняющей определённую функциональную нагрузку, принося значительный ущерб плодородию ПРС на склонах. В главе приводятся результаты разработки комплексной компьютерной технологии проектирования противоэрозионных мероприятий. Основой для оптимального размещения защитных рубежей служит система линий тока, отражающая пространственное распределение направлений наибольшего смыва. Линии тока, совпадающие с градиентами уровней, получались для конкретной геологической поверхности.

Реализованы приложения разработанных концепций исследования открытых склоновых систем методом численного моделирования. Решались задачи системного анализа для принятия решений в оптимальном противо-эрозионном проектировании. Приведены результаты комплексной ЭВМ-технологии обработки фрагментов водосбора с целью оценки величины смыва в заданной точке склона и его прогноза. На выходе система дает информацию в виде карт смыва и оптимальную структуру противоэрозионных рубежей. Методика была применена для проектирования природоохранных мероприятий на примере одного из регионов Северо-Западного Прикаспия.

Выполненные теоретические исследования и построенные на их основе математические модели, разработанные системы приемов и ЭВМ-технологий послужили основой для разработки автоматизированных систем противоэрозионного проектирования. Автоматизированное построение линий тока и триангуляция водосборов позволили разработать и реализовать алгоритм оптимального размещения рубежей с учетом экономических и геоморфологических критериев.

ЭВМ-технология проектирования способствует повышению производительности труда инженера-проектировщика, существенно снизив сроки разработок при более высоком качестве. Практическое применение математического моделирования и автоматизации обработки картографической информации нашли отражение в разработке конкретных проектов.

Выявлены закономерности поведения склоновых систем, их динамически устойчивого развития и условий стационарности. Вычисленный эксперимент и автоматизированная система проектирования противоэрозионных мероприятий объединены с целью разработки методологии управления при сохранении плодородия почв.

Среда обитания человека с природными и техногенными составляющими образует ландшафты, объединяющие функции биогеоценоза, стабилизирующего существование склоновых экосистем в пределах допустимых антропогенных нагрузок. В связи с этим существенным является изучение их динамической устойчивости, условий самовосстановления и самоорганизации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методология математического моделирования для исследования почвенно-растительных экосистем аридных территорий. Вычислительный эксперимент позволил выявить динамику процессов разрушения и восстановления в неравновесных экосистемах, определяя в ходе моделирования области их устойчивости и точки бифуркаций.

2. Выявлена нелинейная динамика растительных сообществ пастбищ Чёрных земель Калмыкии с бифуркациями, предопределяющими рациональные сценарии эксплуатации естественных отгонных пастбищ на площадях порядо ка 30 тыс км . Эксплуатация таких экосистем требует регулирования нагрузки в зависимости от её состояния в текущий момент, а динамическое управление определяется стратегией, использующей результаты экологического прогнозирования.

3. С помощью марковских цепей осуществлено прогнозирование аридных пастбищных экосистем и определены условия их динамического устойчивого развития. Анализ данных аэрокосмического мониторинга и животной нагрузки на пастбищные экосистемы выявил причины их деградации. Математическим моделированием установлены допустимые нагрузки (.0,35 голов на га).

5. Разработаны принципы компьютерного дешифрирования АКФ аридных пастбищных территорий на идентификации образов с помощью словаря признаков. Интеллектуальная обработка результатов дешифрирования основана на результатах, полученных в процессе статистической обработки данных при распознавании, и связана с задачами моделирования и прогноза. Концепция математического моделирования переведена на уровень практических приложений. Модели на пастбищных системах агроэкологии в режиме реального эволюционного развития, разыгрывая сценарии с учетом техногенной деятельности человека, позволяют отслеживать их динамику. Модели склоновых систем - эволюцию формирования водосборов.

7. Разработана нелинейная дифференциальная модель, описывающая динамическое равновесие рельефа. Устойчивость склоновых систем определяется краевыми условиями. Модель демонстрирует возможность исследования нелинейной области, где поток разбивается на отдельные ручьи и перестаёт быть плоским. Параметр т модели служит индикатором ламинарности плоского потока. При т >2/3 линейная модель перестает работать и поток становится турбулентным, распадаясь на струи, ламинарный процесс после точки бифуркации переходит в новое состояние с резким увеличением интенсивности потока за счёт образования ручейковой структуры.

11. Выявлено качественное сходство динамики систем неорганического происхождения с поведением исследованных экосистем. Коррозия металлов в агрессивной атмосфере и динамика температурных превращений систем гидроксилов железа ведут себя аналогично процессам, протекающим на склонах или на подстилающей поверхности аридных территорий. Безотносительность и общность математического такого описания указывает на универсальность законов природы исследуемых сложных и неравновесных систем. Нелинейность и диссипация массы и энергии, вызванные открытостью экосистем, являются основными факторами, определяющими их поведение и должны учитываться в моделях прогноза и управления.

Динамика открытых нелинейных экосистем, представителями которых являются пастбищные системы аридных зон и системы склонов на водосборах (катены), эволюционное исследование которых будет, несомненно, продолжено, откроет много нового для понимания процессов функционирования и устойчивости экосистем вообще. Через язык математического описания проступает фундаментальная общность динамических процессов рождения и распада структуры систем. Исследования их общих тенденций, несомненно, представляет особую ценность для таких областей знаний как общая теория систем, синергетика и т.п.

Библиография Диссертация по биологии, доктора сельскохозяйственных наук, Салугин, Александр Николаевич, Волгоград

1. Абрамова, Т. А. Реконструкция климатических изменений последнего тысячелетия в Прикаспии / Т. А. Абрамова, В. И. Турманина // Изв. ВГО. -1982.-Т. 114, вып. 3.-С. 212-214.

2. Аковецкий, В. И. Дешифрирование снимков / В. И. Аковецкий. М.: Недра, 1983.- 120 с.

3. Александрова, В. Д. Моделирование биогеоценозов / В. Д. Александрова. М.: Наука, 1987. - 306 с.

4. Альтер, С. П. Ландшафтный метод дешифрирования аэроснимков / С. П. Альтер. М., 1966. - 166 с.

5. Андронников, В. Л. Аэрокосмические методы изучения почв / В. Л. Андронников. М.: Колос, 1979 - 280 с.

6. Араманович, И. Г. Уравнения математической физики / И. Г. Арамано-вич, В. И. Левиц. -М.: Наука, 1964. 286 с.

7. Аристова, В. В., В. Опыт дешифрирования космо-фото- и телеизображений в гидрогеологических целях (на примере плато Устюрт) / В. В Аристова., Викторов С. В //Проблемы освоения пустынь.-1977.-№ 1.-С. 18-28.

8. Арманд, А. Д. Информационные модели природных комплексов / А. Д. Арманд. М.: Наука, 1975.- 126 с.

9. Арманд, А.Д. Обратная связь и саморазвитие рельефа / А.Д Арманд. // Количественные методы в геоморфологии. М.: Географгиз, 1963. С.49-63

10. Арманд, Д. Л. Антропогенные эрозионные процессы / Д. Л. Арманд // Сельскохозяйственная эрозия и борьба с ней. М.: Изд-во АН СССР, 1956. -С. 7-37.

11. Арманд, Д. Л. Географическая среда и рациональное использование природных ресурсов / Д. Л. Арманд. М.: Наука, 1983. - 237 с.

12. Арманд, Д. Л. Естественный эрозионный процесс / Д. Л. Арманд // Географическая среда и рациональное использование природных ресурсов. М.: Наука, 1983.-С. 56-70

13. Арманд, Д. JI. Наука о ландшафте / Д. Л. Арманд // Основы теории и логико-математические методы. М.: Мысль, 1975. - 288 с.

14. Арнольд, В. И. Теория катастроф / В. И. Арнольд. М.: Наука, 1990. -128 с.

15. Арсенин, В. Я. Методы математической физики / В. Я. Арсенин. М.: Наука, 1974. - 429 с.

16. Афанасьева, Т. В. Использование аэрометодов при картировании и исследовании почв / Т. В. Афанасьева. М.: Изд-во МГУ, 1966. - 160 с.

17. Бабаев, А. Г. Пустыни СССР вчера, сегодня, завтра / А. Г. Бабаев, 3. Г. Фрейкин. М.: Мысль, 1977. - 352 с

18. Бабаев, А. М. Методика изучения по аэроснимкам степени антропогенного воздействия в пустыне / А. М. Бабаев // Проблемы освоения пустынь. -1979. -№1.- С. 24-32.

19. Бабаев, А. М. Опыт изучения и картографирования изменений природных условий пустынь по материалам аэрокосмических съемок / А. М. Бабаев // Геодезия, аэрофотосъемка, картография. 1965. - С. 35-37.

20. Бабаев, А. М. Особенности камерального дешифрирования пустынной растительности / А. М. Бабаев // Проблемы освоения пустынь. 1978. - № 2.- С. 36-42.

21. Бабаева, Т. А. Изучение динамики процессов опустынивания по космическим снимкам / Т. А. Бабаева // Проблемы освоения пустынь. 1983. - № 5.- С. 70-72.

22. Баррет, Э. Введение в космическое землеведение / Э. Баррет, Л. Кур-тис. М.: Прогресс, 1979.-380 с.

23. Бахвалов, Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов. М.: Наука, 1987. -487 с.

24. Белавин, В. А. Математическая модель глобальных демографических процессов с учетом пространственного распределения / В. А. Белавин, С. П. Капица, С. П. Курдюмов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1998. - Т.38. №6. -С. 885-902.

25. Беллман, Р. Динамическое программирование / Р. Беллман. М.: ИЛ, 1960.-320 с.

26. Белолипский, В. А. О методах изучения эрозионных процессов / В. А Белолипский, Н. М. Шелякин, А. Ф. Игуменцев // Почвоведение. 1985. -№5.-С. 98-105.

27. Беляев, В. И. Основы логико-информационного моделирования сложных геосистем / Беляев, В. И., Худошина М. Ю. Киев: Наукова думка, 1989—160с.

28. Берж, К. Теория графов и её приложения / К. Берж. М.: ИЛ, 1962. -319 с.

29. Берлянт, А. М. Образ пространства: карта и информация / А. М. Бер-лянт- М.: Мысль, 1986,- 240 с.

30. Берталанфи, Л. История и статус общей теории систем / Л. Берталанфи // Системные исследования. М.: Наука, 1973. - С. 20-37.

31. Бир, С. Кибернетика в управлении производством / С. Бир. М.: Наука, 1965.-238 с.

32. Битюков, К.К. Величина дождевых капель и их воздействие на почву / К. К. Битюков // Метеорология и гидрология. 1952. - №6. - С. 33-35.

33. Бобровицкая, Н.Н. Водная эрозия на склонах и сток речных наносов: автореф. дис. д.г.н. / Бобровицкая Н. Н. СПб., 1995. — 58 с.

34. Боглаев, Ю. П. Вычислительная математика и программирование / Ю. П. Боглаев. М.: Высш. шк., 1990. - 544 с.

35. Богомолов, Л. А. Дешифрирование аэроснимков / Л. А. Богомолов. -М.: Недра, 1976.-144 с.

36. Болиг, А. Кривая равновесия склонов / А. Болиг // О черки геоморфологии. М.: Изд-во ИЛ, 1956. - С. 204-237.

37. Борсук, О. А. Математические методы в геоморфологии / О.А. Борсук, Спасская И.И. // Геотеоретические и общие вопросы географии : сб. науч. тр., Т.1. -М., 1957. С. 56-61.

38. Бояджиев, Т. Г. Оценка и картографирование процессов опустынивания / Т. Г. Бояджиев // Проблемы освоения пустынь. -1982 №. 3 - С. 24-30.

39. Брюханов, А. В. Аэрокосмические методы в географических исследованиях /А. В. Брюханов, Г. В. Господинов, Ю. Ф. Книжников;- М.: Изд-во МГУ, 1982.- 231 с.

40. Будак, Б. М. Сборник задач по математической физике / Б. М. Будак, А. А. Самарский, А. Н. Тихонов. М.: Наука, 1972. - 687 с.

41. Будыко, М. И. Эволюция биосферы. / М. И. Будыко. Л.: Гидрометео-издат, 1984,-488 с

42. Бутаков, Г. П. Опыт математической характеристики формы продольного профиля рек / Г. П Бутаков // Геоморфология. 1970. - №4. - С. 74-79.

43. Васильев, Ю. И. Теоретические основы и практическая реализация оптимизации параметров системы полезащитных лесных полос в районах активного проявления ветровой эрозии почв: автореф. дис. . д.с.-х.н. / Васильев Ю. И. Волгоград, 1990. -49 с.

44. Великанов, М. А. Динамика русловых потоков. / М. А. Великанов-M.-JL: Гидрометеоиздат, 1946. 521 с.

45. Веселева, С. В. К методике определения степени сбитости пастбищ с использованием аэрокосмофото-материалов / С. В. Веселева, JI. П. Агапова, А. Ф. Дедович // Комплексное исследование природных ресурсов Калмыцкой АССР. Элиста, 1984. -С. 19-22.

46. Викторов, А. С. Рисунок ландшафта / А. С. Викторов. М.: Мысль, 1986.- 180 с.

47. Викторов, С. В. Использование растительных индикаторов при поисках подземных вод и оценке почв в аридных условиях / Викторов С. В. М., 1974.-56 с.

48. Викторов, С. В. Ландшафтная индикация / С. В. Викторов, А. Г. Чи-кишев М.: Наука, 1985 - 96 с.

49. Виноградов, Б. В. Аэрокосмическая съемка как инструмент экологического контроля / Б. В. Виноградов // Вестн. РАН. 1994. - Т. 64. - № .5. - С. 417-424.

50. Виноградов, Б. В. Аэрокосмический мониторинг динамики опустынивания Черных земель Калмыкии по повторным съемкам / Б. В. Виноградов, К. Н. Кулик // Проблемы освоения пустынь. 1987. - № 4. - С. 45-53.

51. Виноградов, Б. В. Аэрокосмический мониторинг и экологический прогноз / Б. В. Виноградов // Природа. 1986. - № 7. - С. 13-23.

52. Виноградов, Б. В. Аэрокосмический мониторинг экосистем / Б. В. Виноградов. М.: Наука, 1984. - 320 с

53. Виноградов, Б. В. Динамический мониторинг деградации и восстановления пастбищ Чёрных земель Калмыкии / Б. В. Виноградов и др. // Проблемы освоения пустынь. 1990. - № 1. - С. 10-19

54. Виноградов, Б. В. Дистанционные индикаторы опустынивания и деградации почв / Б. В. Виноградов // Почвоведение. 1993. - № 2. - С. 98-103

55. Виноградов, Б. В. Дистанционные методы пастбищных исследований экосистем аридной зоны / Б. В. Виноградов // Улучшение и рациональное использование растительности аридной зоны Азии. Л.: Наука, 1978. - С. 174194.

56. Виноградов, Б. В. Долговременная динамика отражательной способности экосистем при опустынивании / Б. В. Виноградов // Докл. РАН.-1992. Т. 324, №4.-С. 908-911.

57. Виноградов, Б. В. Измерение экологической тенденции опустынивания Черных земель Калмыкии по повторным аэрокосмическим снимкам / Б. В. Виноградов, В. В. Лебедев, К. Н. Кулик, А. Н. Капцов // Докл. АН СССР-1985.- Т. 285.- № 5,- С. 1269-1272.

58. Виноградов, Б. В. Изодинамическое картографирование и долговременный мониторинг опустынивания и деградации земель с применением нелинейных методов моделирования / Б. В. Виноградов, К. Н. Кулик, А. Д. Сорокин // Почвоведение. 1999.- №4 - С. 494-505.

59. Виноградов, Б. В. Изодинамическое картографирование экологического неблагополучия по повторным аэро- и космическим снимкам / Б. В. Виноградов, К. Н. Кулик, А. Д. Сорокин // Докл. РАН. 1996,- Т.350, №4,- С.560-565.

60. Виноградов, Б. В. Картографирование динамики экосистем: количественный подход / Б. В. Виноградов // Изв. АН СССР, сер. геогр. 1989. - № 6. -С. 109-115.

61. Виноградов, Б. В. Космические методы изучения природной среды / Б. В. Виноградов. М.: Мысль, 1976. - 288 с.

62. Виноградов, Б. В. Опыт нормативного экологического прогноза по долговременному космическому эксперименту / Б. В. Виноградов, В. А. Попов // Докл. АН СССР. 1989. - Т. 300, № 4. - С. 1017-1020.

63. Виноградов, Б. В. Основы ландшафтной экологии / Б.В. Виноградов. -М.: ГЕОС, 1998.-418 с.

64. Виноградов, Б. В. Оценка нестабильности экосистем Черных земель Калмыкии по длинному ряду аэрокосмических измерений / Б. В. Виноградов, Д. Е. Фролов, К. Н. Кулик // Докл. АН СССР. 1991. - Т. 316, № 6. - С. 14941497.

65. Виноградов, Б. В. Оценка нестабильности экосистем Черных земель Калмыкии по длинному ряду аэрокосмических измерений / Б. В. Виноградов, Д. Е. Фролов, К. Н. Кулик // Докл. АН СССР. 1991.- Т. 316,- № 6.-С. 14941497.

66. Виноградов, Б. В. Преобразованная земля. Аэрокосмические исследования / Б. В. Виноградов. -М.: Мысль, 1981.-296 с.

67. Виноградов, Б. В. Принципы аэрофотографического эталонирования индикаторов грунтовых вод засушливых зон / Б. В. Виноградов // Проблемы освоения пустынь. 1970. - № 1. - С. 18-24.

68. Виноградов, Б. В. Прогнозирование динамики разбитых песков Чёрных земель Калмыкии по обучающей последовательности аэрокосмических снимков / Б. В. Виноградов, А. Н. Капцов, К. Н. Кулик // Биота и природная среда. -Москва Элиста, 1995. - С. 259-268.

69. Виноградов, Б. В. Прогнозирование пространственно-временной динамики экосистем методом универсального кригинга / Б. В. Виноградов, С. М. Кошель, К. Н. Кулик // Экология. 2000.- №5.- С. 323-332.

70. Виноградов, Б. В. Прогнозирование процессов опустынивания пастбищ Западного Прикаспия на основе аэрокосмической фотоинформации / Б. В. Виноградов, К. Н. Кулик, А. Н. Салугин // Лесомелиорация и ландшафт. Волгоград, 1993.-С. 67-82.

71. Виноградов, Б. В. Современная динамика и экологическое прогнозирование природных условий Калмыкии / Б. В. Виноградов // Проблемы освоения пустынь. 1993. - № 1. - С. 29-37.

72. Виноградов, Б. В. Формы опустынивания по данным аэро- и космических съемок / Б. В. Виноградов // Проблемы освоения пустынь. 1976. - № 3-4.-С. 35-44.

73. Виноградов, Б.В. Дистанционные индикаторы опустынивания и деградации почв / Б.В. Виноградов // Почвоведение. 1993. - № 2. - С. 98 -103.

74. Виноградов, Ю. Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. Опыт критического анализа / Виноградов Ю.Б. JL: Гидроме-теоиздат, 1988. - 312 с.

75. Воронин, А. Д. Основы физики почв / А. Д. Воронин М.: Изд-во МГУ, 1986.-244с.

76. Воронина, А. Ф. О возможности дешифрирования полупустынных ландшафтов Западного Прикаспия на космических снимках / А. Ф. Воронина // Вестн. МГУ, сер. геогр. -1976,- № 5,- С. 64-69.

77. Воскресенский, С. С. Типичные профили склонов / С. С. Воскресенский // Вопр. географии. М., 1971. - С. 10-24.

78. Востокова Е. А. Использование аэрокосмических фотоснимков при гидрогеологических исследованиях в пустынях. М.: Недра, 1980. - 226 с.

79. Востокова, Е. А. Особенности дешифрирования современной растительности пустынь на космических снимках / Е. А. Востокова // Изв. ВГО. -1984.-С. 457-463.

80. Гаврилица, А. О. Крутизна склона и механизм его влияния на достоко-вую поливную норму при дождевании / А. О. Гаврилица, В. В. Папук // Почвоведение. 1989.-С. 111-117.

81. Гаршинев, Е. А. Аналитическое выражение единого эрозионно-аккумулятивного процесса универсальной функцией формы склона / Е. А. Гаршинев // Сб. науч. тр. ИПФ. Пущино, 1990. - С. 121-126

82. Гаршинев, Е. А. Аналитическое описание формы горизонталей / Е. А. Гаршинев // Почвозащитная мелиорация: бюл. ВНИАЛМИ. Волгоград, 1987. - Вып.2(51). - С.55-56.

83. Гаршинев, Е. А. К оценке пустынности и опустынивания. / Е. А. Гаршинев, А.Н. Салугин // Лесомелиорация и адаптивное освоение аридных территорий: материалы Всерос. Науч.-практ. конф., -Волгоград, 2000.-С. 25-27.

84. Гаршинев, Е. А. Методика полевого моделирования эрозии и расчета смыва / Е. А. Гаршинев и др.. М.: ВАСХНИЛ, 1991 .-42 с.

85. Гаршинев, Е. А. О влиянии уклона на поверхностный сток / Е. А. Гар-шинев // Науч. тр. ВАСХНИЛ. М.: Колос, 1977. - С.56-65.

86. Гаршинев, Е. А. Применение логистической функции как универсальной зависимости для описания продольного профиля склонов разной формы / Е. А. Гаршинев // Противоэрозионный комплекс Нечерноземья. Волгоград, 1987. - Вып. 3.-С. 51-54.

87. Гаршинев, Е. А. Эрозионно-гидрологический процесс и лесомелиорация / Е. А. Гаршинев. Волгоград, 1999. - 196 с.

88. Герасимов, И. П. Четвертичная геология / И. П. Герасимов, К. К Марков- М: Учпедгиз, 1939- 346 с

89. Глобус, A.M. Физика неизотермического внутрипочвенного влагооб-мена / A.M. Глобус-Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 278 с.

90. Глушко, Е. В. Изучение процессов опустынивания засушливых районов Азии по космическим снимкам / Е. В. Глушко // Геодезия, аэрофотосъемка, картография: Экспресс-информ. 1988. - № 5-6. - С. 39-41.

91. Говорухин, В.Н. Введение в Maple./ В.Н. Говорухин, В.Г Цибулин. -М.: Мир, 1997.-208 с.

92. Годунов, С. К. Уравнения математической физики / С. К. Годунов.-М.: Наука,1971. 416 с.

93. Гончаров, В.Н. Основы динамики русловых потоков / В.Н. Гончаров-Л.: Гидрометеоиздат, 1954. 452 с.

94. Горелик, А. Л. Методы распознавания: уч. пособие для вузов / А. Л. Горелик, В. А. Скрипкин. -М.: Высш. шк., 1989. 232 с

95. Гречигцев, А. В. Применение российских космических снимков высокого разрешения для изучения Земли и в геоинформатике / А. В. Гречищев, О. В. Кузнецов // Аэрофототопография, 2002. С. 23-29.

96. Григорьев, В. Я. Приближенный расчет скорости инфильтрации дождевого стока в почву / В. Я. Григорьев. // Почвоведение. 1993, №3. С. 100105.

97. Гришанин, К. В. Динамика русловых потоков / К. В Гришанин. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 341 с.

98. Гродзинский, М. Д. Основы ландшафтной экологии / М. Д. Гродзин-ский. Киев, 1993.-280 с.

99. Губанов, В. А. Введение в системный анализ / В. А. Губанов, В. В. Захаров, А. Н Коваленко.- Л.: ЛГУ, 1988 232 с.

100. Гудзон, Н. Охрана почвы и борьба с эрозией / Н. Гудзон; пер. с англ. -М.: Колос, 1974.-304 с.

101. Гурман, В. И. Эколого-экономические системы / В. И. Гурман. Новосибирск: Наука, 1987 - 134 с.

102. Дашкевич, 3. В. К проблеме устойчивости геосистем / З.В. Дашкевич // Изв. Всесоюзн. геогр. общ. -1984. -С. 211-218.

103. Девдариани, А. С. Вклад Западной Европы, США и СССР в изучение рельефа поверхности Земли математическими методами / А. С. Девдариани // Рельеф Земли и математика. М., 1967. - С. 5-17.

104. Девдариани, А. С. Математический анализ в геоморфологии / А. С. Девдариани. М.: Наука, 1967. - 156 с.

105. Дегтярев, Ю. И. Исследование операций. / Ю. И. Дегтярев-М.: Высшая школа.-1986-300с.

106. Денисенко, Е.А. Первичная сукцессия растительности в техногенном ландшафте лесостепной зоны (Марковская модель) ./ Е.А. Денисенко, У.Д. Каргополова, Д.О. Логофет // Известия РАН. Серия биологическая. 1996.-№3. -С.542-551.

107. Джефферс, Дж. Введение в системный анализ: применение в экологии / Дж. Джефферс / Пер. с англ. -М.: Мир, 1981. 253 с.

108. Добровольский, Г. В. Тихий кризис планеты / Г. В. Добровольский // Вестн. РАН. 1997. - Т. 67, № 4. - С. 313-320.

109. Докучаев В. В. Способы образования речных долин европейской части России / Докучаев В. В. Спб., 1978. - 222с.

110. Дурдусов, С. Д. Фитомелиоративная реконструкция и адаптивное освоение Черных земель. / С. Д. Дурдусов и др.. Волгоград-Элиста, 2001 -322 с.

111. Дьяконов, В. П. Mathcad в математике, физике и в internet / В. П. Дьяконов, И.В. Абраменкова. М.: Нолидж, 1999.-352 с.

112. Евриинов, Э. В. Однородные вычислительные системы, структуры и среды / Э. В. Евриинов. -М.: Радио и связь, 1981.-208 с.

113. Елманова, Н. 3. Borland С++ Builder. Архитектура "клиент/сервер", многозвенные системы, internet-приложения / Елманова Н. 3. -М.: Диалог МИФИ.-1999. -223 с.

114. Ермошкина, К. А. Изучение природных ресурсов Калмыкии по материалам космических съемок / К. А. Ермошкина Р. А. Лотов, В. М. Мазиков // Почвоведение. -1986.-№3.-С. 147-157.

115. Есин, Н. В. Прогнозирование кратковременных размывов подпочвенного склона / Н. В. Есин // Экспериментальные и теоретические исследования процессов береговой зоны. -М.: Наука, 1967. -С. 56-62.

116. Есин, Н. В., Дмитриев В.Д. Эрозионное воздействие капель дождя и некоторые закономерности эволюции склонов / Н. В. Есин, В. Д. Дмитриев // Геоморфология. 1975. - №4.-С.68-73.

117. Есин, Н. В., Скоркин Н.А. Применение уравнений гидродинамики к некоторым задачам о развитии рельефа / Н. В. Есин, Н. А. Скоркин // Вестник МГУ, сер.географ 1970. -№ 3. -С. 177-181.

118. Заварзин, Г. А. Антипод ноосферы / Г. А. Заварзин // Вестник РАН, 2003. Т.72. - №7,- С.627 - 636.

119. Заславский, М. Н. Эрозия почв. / М. Н. Заславский. М.: Мысль, 1979. - 246 с.

120. Звонкова, Т. В. Прикладная геоморфология / Т. В. Звонкова. М.: Высшая школа, 1970. - 272 с.

121. Зельдович, Я. Б. Элементы математической физики / Я. Б. Зельдович, А.Д. Мышкис. М.: Наука, 1973.-423 с.

122. Иванов, В. Д. Влияние крутизны и длины склона на смыв почвы /В.Д. Иванов // Почвоведение. 1983. - №5. - С. 115-123.

123. Ивонин, В. М. Агролесомелиорация разрушенных оврагами склонов. / В. М. Ивонин. М.: Колос, 1983. - 174 с.

124. Ивонин, В. М. Системный подход в противоэрозионной лесомелиорации / В. М. Ивонин // Лесоведение. 1985. - №4. - С. 17-26.

125. Ивонин, В.М. Противоэрозионные мелиорации водосборов в районах оврагообразования. / В.М. Ивонин. М., 1992. - 378 с.

126. Израэль, Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю. А Израэль. -Л.: Гидрометеоиздат, 1979.-376 с.

127. Ильин Р. С. Происхождение лессов / Р. С. Ильин. М.: Наука, 1978. -236 с.

128. Ильинский Н. Д. Фотограмметрия и дешифрирование снимков. / Н. Д. Ильинский, А. И. Обиралов, А. А. Фостиков. М.: Недра, 1986 - 376 с.

129. Инструкция по дешифрированию аэрофотоснимков и фотопланов в масштабах 1:10000 и 1:25000 для целей землеустройства, государственного учета земель и земельного кадастра. М., 1978 - 64 с.

130. Исаев, А. С. Дистанционные исследования ландшафтов / А. С. Исаев, И. А. Волков, В. Н. Седых. Новосибирск: Наука, 1987 - 200 с.

131. Исаков, Ю. А. Зональные закономерности динамики экосистем / Ю. А. Исаков, Н. С. Казанская, А. А. Тишков. М.: Наука, 1986. - 152 с.

132. Исаченко, А. Г. Методы прикладных ландшафтных исследований / А. Г. Исаченко. -Л.: Наука, 1980.-240 с.

133. Казанский, Б. А. Роль уравнения диффузии в математической геоморфологии / Б. А. Казанский // Геоморфология. 1990. - №2. - С. 20-26.

134. Калинкин, А. В. Структура множества марковских процессов / А. В. Калинкин // РУДН, серия Прикладная математика и информатика. 1998. -Вып.1. - С. 10-16.

135. Кац, Д. М. Основы геологии и гидрогеология / Д. М. Кац. М.: Колос, 1981.-351 с

136. Каштанов, А. Н. Защита почв от ветровой и водной эрозии / А. Н Каштанов. М.: Россельхозиздат, 1974. -207 с.

137. Квейд, Э. Анализ сложных систем / Э. Квейд. М.: Сов. Радио, 1979. -328 с.

138. Кинг, JI. Морфология Земли / JI. Кинг; пер. с англ. М.:Прогресс, 1967. -559 с.

139. Киркби, М. Дж. Моделирование процессов водной эрозии / М. Дж. Киркби // Эрозия почвы; пер. с англ. М., 1984. - С. 252-295.

140. Кирсанов, А. А. Использование интегрированных ГИС при геоэкологических исследованиях и картографировании / А. А Кирсанов // Геоинформационные системы. -1999. -С. 38-44.

141. Кирюшин, В. И. Экологические основы земледелия / В. И. Кирюшин. -М.: Колос, 1966.-366 с.

142. Книжников, Ю. Ф. Аэрокосмические исследования динамики географических явлений / Ю. Ф. Книжников, В.И. Кравцова. М.: Изд-во МГУ, 1991.-206 с.

143. Книжников, Ю. Ф., Зинчук Н.Н. Особенности визуального дешифрирования дискретных космических снимков / Ю. Ф. Книжников, Н.Н. Зинчук // Аэрофототопография. -1998 С. 15-22.

144. Князева, Е. Н. Основания синергетики. Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры / Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов. СПб.: Алетейя, 2002.-414 с.

145. Козменко, А.С. Теоретические основы борьбы с эрозией почв / А.С. Козменко // Итоги работы института, опытных станций и пунктов. Волгоград, 1961. - Вып.35. -Т.1. - С. 67-99.

146. Кондратьев, К. Я. Аэрокосмическиеметоды исследования почв и растительности / К. Я. Кондратьев, В. В. Козодеров, П. П. Федченко. JL: Гидрометеоиздат, 1986.-232 с.

147. Контримавичус, В. JI. Истоки учения о ноосфере / В. JI. Контримавичус //ВестникРАН, 2003. -Т.73. №11. - С. 1002-1009.

148. Копыл, И. В. Физико-географическое районирование Прикаспийской низменности по материалам космической съемки / И. В. Копыл, В. А. Николаев // Вестник МГУ, сер. геогр. -1984 № 1- С. 65-70.

149. Коронкевич, Н. И. О влиянии уклона на поверхностный сток / Н. И. Коронкевич //. Изв. АН СССР: Сер. геогр. 1985. - №4. - С. 57-65.

150. Космическая география. Полигонные исследования / Под ред. Ю. Г. Симонова. -М.: Изд-во МГУ, 1988.- 128 с.

151. Кочетов, И. С. Агроландшафтное земледелие и эрозия почв в Центральном Нечерноземье. / И. С. Кочетов- М.: Колос, 1999. -224 с.

152. Крылов, В. И. Вычислительные методы / В. И. Крылов, П. И. Бобков. -М.: Наука, 1976.-303 с.

153. Кузнецов, М. С. Противоэрозионная стойкость почв / М. С. Кузнецов. -М.: Изд-во МГУ, 1981.- 135 с.

154. Кук, Р. Пустыни / Р. Кук // Неспокойный ландшафт ; пер. с англ. М., 1981.-С. 145-150.

155. Кулешов, JI. Н. Особенности дешифрирования почв по космическим снимкам / JI. Н. Кулешов // Геодезия, аэрофотосъемка, картография. Экспресс-информация. 1986. -№3. - С. 12-15.

156. Кулик, К. Н. Аэрокосмические методы в комплексном освоении песков и фитомелиорации аридных пастбищ./ К. Н. Кулик, В. И. Петров, В. В. Моз-гунов // Волгоград: Бюлл. ВНИАЛМИ. 1991.-Вып. 1(62).-С. 1-19.

157. Кулик, К. Н. Аэрокосмические методы изучения аридных экосистем / К. Н. Кулик // Вопросы экологии в интенсивных системах земледелия Поволжья. Саратов, 1990. - С. 15-17.

158. Кулик, К. Н. Геоинформационное картографирование в агролесомелиорации / К. Н. Кулик, А. С. Рулев // Докл. РАСХН. 2000. - № 1. С. 42 -43.

159. Кулик, К. Н. Древние очаги дефляции на Черных землях и возможности их фитомелиорации / К. Н. Кулик, В. И. Петров // Аридные экосистемы. -1999.-Т. 5, № 10.-С. 57-64.

160. Кулик, К. Н. Картографо-аэрокосмические исследования пустынно-степных ландшафтов России / К. Н. Кулик, А. С. Рулев // Проблемы освоения пустынь. 1999. - № 16. - С. 8-13.

161. Кулик, К. Н. Ландшафтно-экологическая оценка пастбищ Северного Прикаспия / К. Н. Кулик // Агроэкологические проблемы Российского При-каспия. Волгоград, 1994.-С. 156-168.

162. Кулик, К. Н. Математическое моделирование динамики дефляции почв Чёрных земель Калмыкии и прогноз её развития / К. Н. Кулик, И. А. Салугин // Ш-й съезд Докучаевского общества почвоведов, Суздаль, 11-15 июля 2000 г.,-М., 2000.-С. 230-231.

163. Кулик, К. Н. Применение космических снимков для гидрогеологической характеристики Арчедино-Донского песчаного массива / К. Н. Кулик // Информ. лист. Волгоградского ЦНТИ. № 274-83 - Волгоград, 1983- 4 с.

164. Кулик, Н. Ф. Изучение процессов дефляции на песчаных землях Прикаспия по космическим снимкам / Н. Ф. Кулик, В. И. Петров, А. Ф. Гусиков // Проблемы освоения пустынь. 1980. - № 4. - С. 95-96.

165. Курдюмов, Л .Д. Закономерности эрозионно-аккумулятивного процесса / Л. Д. Курдюмов. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 128 с.

166. Кучмент, Л. С. Модели процессов формирования речного стока. / Л. С. Кучмент. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 143 с.

167. Ларионов, Г. А. Влияние крутизны склонов на впитывание воды в почву / Г. А. Ларионов // Эрозия почв и русловые процессы. М.: Изд-во МГУ. -1973. -Вып.З. - С. 142-155.

168. Ларионов, Г. А. Оценка эрозионной опасности / Г. А. Ларионов, Л. Ф. Литвин // Эрозионные процессы. М., 1984. - С. 62-68.

169. Ларионов, Г. А. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности и количественные оценки./ Г. А. Ларионов. М.: Изд-во МГУ, 1993. - 200 с.

170. Лонский, И. И. Обработка видеоинформации в геоинформационных технологиях / И. И. Лонский // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 1999.-С. 134-146.

171. Лятхер, В. М. Гидравлическое моделирование / В. М. Лятхер, А. М. Прудовский. М.: Энергоатомиздат, 1984. -392 с.

172. Мамаев, Ю. А. Вопросы методологии в оценке устойчивости территории / Ю. А. Мамаев, М. Б. Куринов // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология. 1998. - № 5. - С. 109-126.

173. Марков, К.К. Основные проблемы геоморфологии / К.К. Марков. М.: ОГИЗ-Географгиз, 1948. - 344 с.

174. Марчук, Г. И. Методы вычислительной математики: уч. пособие / Г. И. Марчук. М.: Наука, 1989. - 608 с.

175. Марчуков, В. С. Возможности практического применения технологии автоматизированного дешифрирования аэрокосмических снимков в целях мониторинга земель / В. С. Марчуков, В. А. Мелкий // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 1999. -С. 99-112.

176. Матросов, А. В. Maple 6. Решение задач высшей математики и механики / А. В. Матросов. СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 528 с.

177. Мелкий, В. А. Разработка методики автоматизированного дешифрирования опустыненных территорий по аэрокосмическим изображениям / В. А. Мелкий, В. С. Марчуков // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. 1999. -№ 3. - С. 68-82.

178. Методика эколого-экономической оценки ландшафтной системы земледелия / Каштанов Е.Н., Щербаков А.П., Володин В.М. и др. М., 1995. -179 с.

179. Мильков, Ф. Н. Ландшафтная сфера Земли / Ф. Н. Мильков. М.: Мысль, 1970.-207 с.

180. Минский, М. Персептроны. / М. Минский, С. Пейперт. -М.: Мир, 1971. 162 с.

181. Миркин, Б.Г. Графы и гены / Миркин Б. Г., Родин С. И. -М.: Наука, 1977.-237 с.

182. Митчелл, Дж. Расчеты потерь почвы / Дж. Митчел, Г.Д. Бубензер // Эрозия почвы / Пер. с англ. -М., 1984. С. 34-95.

183. Можаева, В. Г. Количественные показатели при геоморфологическом дешифрировании аэроснимков аридной зоны / В. Г Можаева // Проблемы освоения пустынь. -1970,-№5-С. 46-53.

184. Моисеев Н. Н. Человек. Среда. Общество. М.: Наука, 1982. - 239 с.

185. Моисеев, Н. Н. Математические задачи системного анализа / Н.Н. Моисеев. М.: Наука, 1981

186. Моисеев, Н. Н. На пути к построению модели динамических процессов биосфере / Н. Н. Моисеев, В. Ф. Крапивин, Ю. М. Свирежев, А. М. Тарко //Вестник АН СССР. 1979.-С. 10-16.

187. Московкин, В. М., Трофимов А. М. Математическая модель развития подрезаемого склона и ее приложение к вопросу его устойчивости / В. М. Московкин, А. М. Трофимов // Геоморфология. 1980. - № 2. -С.92-98.

188. Муромцев, Н. А. Мелиоративная гидрофизика почв / Н. А. Муромцев. -JI.: Гидрометеоиздат, 1991.- 272 с.

189. Мушкетов, И. В. Физическая геология / И. В. Мушкетов. СПб., 1988. - 620 с.

190. Немировский, Ю. В. Автоматизированная триангуляция многосвязных областей со сгущением и разрежением узлов / Ю. В. Немировский, С. Ф. Пя-таев // Вычислительные технологии. 2000.- Том 5.-№2. -С. 82-91.

191. Нехин, С. С. Об оптимальном геометрическом разрешении изображений, обрабатываемых на цифровой фотограмметрической системе / С. С. Нехин // Геодезия и картография. 1996. - № 6. - С. 34-39.

192. Николаев, В. А. Космическое ландшафтоведение / В. А. Николаев. -М.: Изд. МГУ, 1993.- 80 с.

193. Николис, Г. Познание сложного / Г. Николис, И. Пригожин; пер. с англ. -М.: Мир, 1990.-344 с

194. Николис, Дж. Динамика иерархических систем: Эволюционное представление / Дж. Николис. М.: Мир, 1989. - 488 с.

195. Пенк, В. Морфологический анализ / В. Пенк; пер. с нем. М.: Географ-гиз, 1961.-359 с.

196. Перегудов, Ф. И. Введение в системный анализ / Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко: уч. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1989. - 367 с.

197. Петров, В. И. Лесомелиорация Прикаспия: Автореф. дис. .д.с.-х.н. в форме науч. докл. Волгоград, 1989. - 48 с.

198. Петров, В. И., Габунщина Э. Б. Лесомелиоративная адаптация агроэко-систем Российского Прикаспия (на примере Калмыкии) / В. И. Петров, Э. Б. Габунщина. Элиста,- 2002.-124 с.

199. Петров, М. П. Значение аэрофотосъемки в изучении растительного покрова пустынь /М. П. Петров // Советская ботаника-1936-№ 2.-С. 14-17.

200. Петров, М. П. Пустыни Земного шара. / М. П. Петров. Л.: Наука, 1973.-453 с.

201. Поздняков, А. В. Самоорганизация в развитии форм рельефа / А. В. Поздняков, И. Г. Черванев. М.: Наука, 1990. - 204 с.

202. Поздняков, А.В. Динамическое равновесие в рельефообразовании / А.В. Поздняков. -М.: Наука, 1988. 208 с

203. Полонников, Р. И. Информационные меры при исследовании биологических процессов / Р. И. Полонников // Материалы международного научно-практического семинара. СПб, 2000. -С. 47-54.

204. Поляков, Б. В. Гидрологический анализ и расчеты. / Б. В. Поляков- Л.: Гидрометеоиздат, 1946. 480 с.

205. Понтрягин, Л. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения II Л. С. Понтрягин. М.: Изд-во физ.-мат. лит-ры, 1961. - 311 с.

206. Преображенский, В. С. Основы ландшафтного анализа / В. С. Преображенский, Т. Д. Александрова, Т. П. Куприянова. -М.: Наука, 1988 192 с.

207. Пригожин, И. Время, хаос, квант / И. Пригожин, И. Стенгерс / пер. с англ. М.: Прогресс, 1994. - 272 с.

208. Пригожин, И. От существующего к возникающему / под ред. Ю. Л. Климонтовича; пер. с англ. М.: Наука, 1985. - 327 с.

209. Применение аэрокосмических методов в агролесомелиорации, метод, рек. М.: Изд-во ВАСХНИЛ, 1991. - 56 с.

210. Рачкулик, В. И.Отражательные свойства и состояние растительного покрова / В. И. Рачкулик, М. В. Ситникова. Л.: Гидрометеоиздат, 1981 - 273 с.

211. Ревут, И. В. Физика почв / И. В. Ревут. Л.: Колос, 1972. - 368 с.

212. Резников, А. П. Предсказание естественных процессов обучающейся системой / А. П. Резников. Новосибирск.: Наука, 1982 - 287 с.

213. Роберте, Ф. С. Дискретные математические модели с применением к социальным, экологическим и экономическим задачам / Ф. С. Роберте. М.: Наука, 1986.-С. 496.

214. Родионов, В. Ф. Справочник по математическим методам в геологии / В. Ф. Родионов. М.: Недра, 1987. - 180 с

215. Розанов, Б.Г. Глобальные тенденции изменения почв и почвенного покрова / Б. Г. Розанов, В. О. Таргульян, Д. С. Орлов // Почвоведение, 1995. -205с.

216. Рубахин, В. Ф. Сельскохозяйственное дешифрирование аэроснимков / В. Ф. Рубахин // Вести с.-х. науки. -1962.-№ 10,- С. 84-89.

217. Саати, Т. Аналитическое планирование / Т. Саати, К. Керне. М.: Радио и связь, 1991. - 224 с.

218. Салугин, А. Н. Компьютерное дешифрирование аэрокосмических снимков // Деп. в ВИНИТИ, № 336-В2002.-9с.

219. Салугин, А. Н. Введение в системный анализ. Компьютерные основы принятия решений: уч. пособие для вузов / А. Н. Салугин. Волгоград, 2002. -107 с.

220. Салугин А.Н. Синергетические аспекты динамики почвенно-растительных аридных экосистем / А. Н. Салугин // Доклады РАСХН.- 2005. -С.60-62.

221. Салугин, А. Н. Исследование диффузионного уравнения при математическом моделировании эрозионно-аккумулятивного процесса / А. Н. Салугин, Е. А. Гаршинев // Методы исследования водной эрозии / ВНИАЛМИ. -Волгоград, 1988.-С. 145-162

222. Салугин, А. Н. Марковские цепи дефляции почвенно-растительного покрова пастбищ Чёрных земель / А. Н. Салугин, К. Н. Кулик // Докл. РАСХН. 2003. - № 5. - С. 34-37.

223. Салугин, А. Н. Математическое моделирование динамических переходов в экосистемах / А. Н. Салугин // Вест. ВолгГАСА. 1999. - Вып. 2. - С. 42-47.

224. Салугин, А. Н. Моделирование, прогноз и оптимальное управление в экологии почвенно-растительного покрова Калмыкии / А. Н. Салугин, Кулик К. Н. // Аридные экосистемы. 2001. - Т. 7, № 14-15. - С. 11-21.

225. Салугин, А. Н. Оптимальное управление в экологии почвенного покрова / А. Н. Салугин // Актуальные проблемы Российской экономики на современном этапе: сб. науч. тр. / ВолгГАСА. Волгоград, 2000. - С. 90-94.

226. Салугин, А. Н. Прогнозирование динамики экологии почв / А. Н. Салугин // Деп. в ВИНИТИ, № 732. 2001. - 9 с.

227. Салугин, А. Н. Система автоматизированного анализа топографической информации в целях защиты почв от эрозии / А. Н. Салугин и др. // Тез. докл. Ш-го съезда Докучаевского о-ва почвоведов, Суздаль 11-15 июля 2000 г.-М, 2000.-С. 310-311.

228. Салугин, А.Н. Методическое пособие по применению информационных технологий в агролесомелиоративном картографировании. / А.Н Салугин и др.. -М.: РАСХН, 2003, 46 с.

229. Салугин, А.Н. Исследование магнитной структуры и переориентацион-ных переходов в некоторых окисных системах железа с помощью гамма-резонансной спектроскопии: дис. . канд. физ.-мат. наук : М.: ИХФ АН СССР, 1978.-189 с.

230. Салугин, А.Н. Исследование продуктов атмосферной коррозии стали с помощью гамма-резонансной спектроскопии / А. Н. Салугин и др. // Защита металлов. 1977. - Т. 4. - С. 498-501.

231. Самарский, А. А. Математическое моделирование в информационную эпоху / А. А. Самарский, А. П. Михайлов // Вестник РАН, 2004. Т.74. -№9. -С.781 - 784.

232. Самарский, А. А. Парадоксы многовариантного нелинейного мира / А. А. Самарский, С. П. Курдюмов // Гипотезы и прогнозы. М.: Знание, 1989. -С. 8-29.

233. Светлосанов, В.А. Устойчивость и стабильность природных экосистем (модельный аспект) / В.А. Светлосанов // Итоги науки и техники, 1990. -200 с

234. Седов JI. И. Механика сплошной среды. Том I, II. / JI. И. Седов. М.: Наука, 1970.-437 с.

235. Седов, J1. И. Методика подобия и размерностей в механике / Л. И. Седов.- М.: Наука, 1972. 324 с.

236. Семенова, Н. Н. Изучение эрозии почв по аэроснимкам / Н. Н. Семенова // Почвоведение. 1969. - № 5. - С. 49-59.

237. Семенова, Н. Н. Опыт дешифрирования почв и четвертичных отложений полупустынной зоны и центрального Казахстана по материалам радиолокационной съемки / Н. Н. Семенова, В. Г. Можаева // Почвоведение. -1974.-№11.-С. 63-70.

238. Сердюков, В. М. Фотограмметрия. / В. М. Сердюков. М.: Высш. школа, 1983.-360 с.

239. Симонов, Ю. Г. Модели географического взаимодействия для прогнозирования эволюции окружающей среды / Ю. Г. Симонов // Вест. МГУ. Сер. Географич. -1976. -с.48-53.

240. Скородумов А.С. Эрозия почв и борьба с нею / А.С. Скородумов-Киев, 1955.-148 с.

241. Смелов, В. В. Принцип интегрирования по областям в задачах с управлением переноса / В. В. Смелов // Методы решения систем вариационно-разностных уравнений.-Новосибирск, 1979. С. 139-158.

242. Смирнов, В. И. Курс высшей математики. Т. III / В. И. Смирнов. М.: Наука, 1974.-323 с.

243. Смирнов, Л. Е. Аэрокосмические методы географических исследований / Л. Е. Смирнов. Л., 1975. - 300 с.

244. Смит, Дж. Модели в экологии / Дж. Смит. М.: Мир, 1976. - 320 с.

245. Снелл, Дж. Кибернетическое моделирование / Дж. Снелл, Дж. Камени, Дж. Томсон. -М.: Сов. Радио, 1972. 192 с.

246. Сочава, В. Б. Введение в учение о геосистемах. / В. Б. Сочава. Новосибирск.: Наука, 1978. - 352 с.

247. Степанов, В. В. Курс дифференциальных уравнений / В. В. Степанов. -М.: Наука, 1953.-466 с.

248. Сурмач Г. П. Водная эрозия и борьба с ней / Г. П. Сурмач- Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 254 с.

249. Сурмач, Г П. Рельефообразование, формирование лесостепи, современная эрозия и противоэрозионные мероприятия / Г. П. Сурмач Волгоград, 1992.- 175 с.

250. Сухановский, Ю. П., Хан К. Ю. Эрозионная характеристика дождя / Ю. П. Сухановский, К. Ю Хан // Почвоведение. 1983. - №9. - С. 123-125.

251. Тихонов, А. Н. О некорректных задачах оптимального планирования / А. Н. Тихонов // ЖВМ МФ. 1966. -Т.6. - №1. - С. 81-89.

252. Тихонов, А. Н. Уравнения математической физики / А.Н. Тихонов, А. А. Самарский. М.: Наука, 1977. -736 с.

253. Толчельников, Ю. С. Дешифрирование по аэроснимкам почв Северного Казахстана / Ю. С. Толчельников. M.-JX: Наука, 1966 - 182 с.

254. Толчельников, Ю. С. Оптические свойства ландшафта / Ю. С. Толчельников. Л.: Наука, 1974.-252с.

255. Торнз, Дж. Процессы эрозии, вызываемые водным потоком и их регулирование во времени и пространстве: теоретическая точка зрения / Дж. Торнз // Эрозия почв; пер с англ. М.: Колос, 1984. -С. 178-251.

256. Трофимов, А. М. Математическое моделирование в геоморфологии склонов / А. М. Трофимов, В.М. Московкин. Казань: Изд-во Каз. ун-та, 1983.-218 с.

257. Трофимов, А. М. Динамические модели в геоморфологии / А. М. Трофимов, В. М. Московкин, А. Г. Хайрутдинов // Математическое моделирование. -Казань.: Изд-во КГУ, I979.-C. 72-81.

258. Трофимов, А. М. Основы аналитической теории развития склонов / А. М. Трофимов. Казань, Изд-во КГУ, 1974. - 180 с.

259. Трофимов, А. М. Теория поля в географии / А. М. Трофимов, В. М Московкин // Моделирование географических систем : сб. науч. тр./ Казань: Изд-во КГУ, I960. -234 с.

260. Трофимов, В. Т. Устойчивость геологической среды и факторы её определяющие / В. Т. Трофимов, А. С. Герасимова, Н. С Красилова // Геоэкология. -1994. -№2. -С. 18-36.

261. Трубецкой, К. Н. Стратегия совместного развития природы и общества / К. Н. Трубецкой, Ю. П. Галченко, JI. И Бурцев. // Вестник РАН. Проблемы экологии. -1998. -Т. 68.- №11.- С. 995-998.

262. Уоссермен, Ф. Нейрокомпьютерная техника: теория и практика / Ф. Уоссермен. М.: Мир, 1992. - 128 с.

263. Утробин, В. А. Картографические преобразования для цифровых систем обработки изображений / В. А. Утробин // Картография. 2001. -С. 3941.

264. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и её приложения / В. Фел-лер. -М.: Мир, 1984.-528 с

265. Филлипс, Д. Методы анализа сетей / Д. Филлипс А. Гарсиа-Диас. М.: Мир, 1984.-496 с.

266. Халугин, Е. И. Концептуальные основы создания и использования электронных карт / Е. И. Халугин, А. Н. Майданич // Геодезия и картография. -1994. -№4. -С. 54-55.

267. Харин, Н. Г. О возможности моделирования процессов опустынивания с учетом антропогенных и природных факторов / Н. Г. Харин, В. Н Николаев, И. П. Сорокина // Проблемы освоения пустынь. -1989 № 1 -С. 64-67.

268. Хахулов, Ю. Э. Использование материалов космической съемки в сельскохозяйственном производстве / Ю. Э. Хахулов // Комплексное изучение природных ресурсов Калмыкии. Элиста, 1982.-С. 102-107.

269. Хачатуров, Т. С. Экономические проблемы рационального природопользования и охраны окружающей среды / Т.С. Хачатуров. -М. Изд-во МГУ, 1982.-198 с.

270. Хедли, Дж. Нелинейное и динамическое программирование. / Дж. Хед-ли. М. Мир, 1967.-298 с.

271. Хэнке, Р.Дж. Прикладная физика почв: Влажность и температура почвы / Е. И. Халугин, А. Н. Майданич; пер с англ. JL: Гидрометеоиздат, 1985. - 152 с.

272. Чертко, П. К. Математические методы в физической географии / П. К. Чертко. Минск, 1987 - 152 с.

273. Шайдеггер, А. Теоретическая геоморфология / А. Шайдеггер. М.: Прогресс, 1964. - 450 с.

274. Шанда, Э. Физические основы дистанционного зондирования / Э. Шан-да; пер. с англ. И. А. Столярова. М.: Недра, 1990 - 208 с.

275. Швыряева, К. Н. Опыт индикационной интерпретации геоботанических карт в Северном Прикаспии / К. Н. Швыряева, Г. А. Михайлова // Растительные индикаторы почв, горных пород и подземных вод. М.: Наука, 1964.-С. 220-231.

276. Шикин, Е. В. Компьютерная графика. Полигональные модели / Е. В. Шикин, А. В. Боресков. -М.: Диалог МИФИ. -2000. -461 с.

277. Шилдт, Г. Язык СИ для профессионалов / Г. Шилдт. -М.: ИВК СОФТ. -1992.-320 с.

278. Ширяев, А. Н. Вероятность / А. Н. Ширяев. М.: Наука, 1989. - 640 с.

279. Шульман, В.А. Обработка сканированных аэрофотоснимков на персональном компьютере / В.А. Шульман, В. А. Данилов // Аэрофототопография. 1999.-.С. 19-23.

280. Эдлер, У. Ф. Механика ударного воздействия жидкости / У. Ф. Эдлер // Эрозия. М., 1982. - С. 140-200.

281. Экосистемы в критических состояниях / под ред. Ю. Г. Пузаченко. -М.: Наука, 1989.- 158 с.

282. Эльсгольц, JI. Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление / JI. Э. Эльгольц. М.: Наука, 1969. - 424 с.

283. Эрроусмит, Д. Обыкновенные дифференциальные уравнения. Качественная теория с приложениями / Д. Эрроусмит, К. Плейс. М.: Мир, 1986. -243 с.

284. Ahnert, F. Some comment on the quantitative formulation of geomor-phological processes in a theoretical model. "Earth Surf. Processes ". 1977. -vol.2. -N 2-3.

285. Alfeld, P. Scattered data interpolation in three or more variables // Mathematical metods in computer aided geometric design Boston Acad. Press. 1989. -P.l -33.

286. Anderson, J. R. E. A Land use and land cover classification system for use with remote sensor data // U.S.Geol.Surf. Prof.Pap. 1976.-N. 946.

287. Anuta, P. E. An analysis of temporal data for crop apecies classification and urban change detection // LARS inforv Hote, West Lafayette, 1973. N.l 10873.

288. Boisvert, R. F. Guide to Available Mathematical Software / Boisvert R. F., S. E. Howe, D. K. Kahaner and J.L. Springmann // National Institute of Standards and Technology NISTIR. 1990.-P. 90 - 4237.

289. Brown, L.S. Rill Erosion as Affected by Incorporated Crop Residue and Seasonal Consolidation / Brown L.S., Foster G.R., Beasly D.B // Transaction of the ASAE. 1989. - №6. - P. 1967 - 1978.

290. Chardenon, Y. Application de la teledetection a la populiculture / Chardenon Y., Flourat G.// Rev. forest, franc.-1981,- N 6. -P. 470-493.

291. Culling, W.E.H. Analytical theory of erosion / W.E.H. Culling // J. Geol. -1960. -Vol.68. -№3.3 04. Culling, W.E.H. Theory of erosion on soil-covered alloy / W.E.H. Culling // J.Geol. -1965. -V.73.- №2.

292. Debussche, M. An account of the use transition matris / M. Debussche, M. Gordon., J. Lepart// Agroecosystem.- 1977. -V1.3.-N.l.-P.81-92.

293. Elistratov, N. V. Magnetic Properties of the System FeixSixSe, Destribu-tion of Vacancies. / N. V. Elistratov, A. N. Salugin, I. I. Amelin // International Conference jn the Applications of Mossbauer Effect, USSR, Alma-Ata. 1983. -P. 251-252.

294. Fontanel, A. Amelioration dioages multispectrales par traitment nu-merigue / A. Fontanel // Bull. Soc. Franc. Photogramm. -1974. -N. 56.- P.283-295.

295. Garg, P. K. Assessing changes in semiarid land surfaces .through SPOT albedo images / P. К Garg, A. K. Harrison // Remote Sensing Global Changes, Nottingham." 1990.-P.240-249.

296. Gloria de S.D. Utilization of high altitude photography and Landsat-1 data for change detection and sensitive area analysis / Gloria de S.D., Daus S.J. // -In:

297. Proc. 10th Intern. Symp. Remote Sens. Environ., Ann Arbor.-1975. -V.l.-P. 359-368.

298. Heusden, W. V. Monitoring changes in heathland vegetation using sequential aerial photographs / W. V. Heusden // ITC.Journal. 1983,- N 2. - P. 160-165.

299. Hirano, M. Quantitative morphometry of fault with reference to the Hira Mountains, Central Japan / M. Hirano // Jap. Geol. and Geogr. 1972. -V.42.- №14.

300. Horton, R. E. Erosional Development of Streams and Their Drainage Basins / R. E. Horton // Geol. Soc. Am. Bull. 1945. - V. 56.

301. Ivanoff, 0. Operational utilization of remot sensing in energency pertaining to agriculture and cattle raising. / O.Ivanoff, R. Calvanese, Y. Aguglino // Int. Sump. Open. Remote Sens, Enschede.- 1993.-V.8. P.227-236.

302. Kulik, K. N. Aerial and Satellite methods of research in agrosilvicultural amelioration / K. N.Kulik // The Third international Windbreaks and Agroforestry symposium proceedings-Ridge Toun College. Canada. - 1991. - P.55-59.

303. Lehmann, 0. Morphologische Theorie der Verwitterung von Steinschal-gwanden. Vierteljahrschrift./ O. Lehmann // Naturf. Ges. Zurich. 1933. - №.3-4. -Bd.78.

304. Musik, H. B. Temporal changes of LANDSAT MSS albedo estimates in arid rangeland / H. B. Musik // Remote Sensing Environment.- 1986.- v.20.- N.l. P. 107-120.

305. Povitskii, V. A. Mossbauer Study of Superparamagnetic 5-FeOOH and Its Transformation into a-Fe203. / V. A. Povitskii, E.F. Makarov, N. V Murashko., A. N. Salugin // Phys. Stat Sol. -1976. T. 33. - P. 783-787.

306. Robinson, A. Sediment yield as a function of upstreem erosion / A. Robinson //Universal oil loss Equation: Past Present.- 1978.- №8.- P. 7-16.

307. Rozanov, B. G. Definition, Diagnosis and assessment of Desertificatiori in Relation to Experience in USSR / B. G. Rozanov, L. S. Zonn // Desertification Control. Nairobi.- 1990.-N 7.

308. Salugin, A. N. Magnetic structure system (FeixAlx)203 at 80K. / A. N. Salugin, V. A. Povitskii , YU. V Baldokhin // Inter.Conf.on Mossbauer Spectros. Budarest, Romania, -1977. -V.l.

309. Scheidegger, A. E. Theoretical geomorphology / A. E. Scheidegger // . Geofls. pura e appl. Berlin, Heidelberg, New-Jork. -1970.

310. Singh, A. Digital Change detection techniques using remotely sensed data / A. Singh // Internal. J. Remote Sensing.- 1989.- V. 10.-N 6.- P.989-1003.

311. Thompson, D. R. Evaluation oflandsat multispectral scanner data for mapping vegetated soil landschapes / D. R. Thompson. R. H. Haas, M. H. Milford // Soil Sci. Soc. Amer. J.- 1981.-N.1.-P. 91-94.

312. Todd, W. J. Urban and regional land use change detected by using Landsat data/W. J. Todd//USGS. Res. J.-1977. V.2.-N.5.

313. Vinogradov, В. V. Measurement of ecological desertification from repeat aerospace photographs / В. V. Vinogradov, V. V. Lebedev, K. N. Kulik // Proc. Acad. Sci. USSR. Biol. Sci. Sect. -N.Y. 1986. -V. 285,-N. 1-6. - P. 690-692

Информация о работе

Салугин, Александр Николаевич
доктора сельскохозяйственных наук
Волгоград, 2006
ВАК 03.00.16

Диссертация

Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии"

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Салугин, Александр Николаевич

Введение Диссертация по биологии, на тему "Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии"

Заключение Диссертация по теме "Экология", Салугин, Александр Николаевич

Библиография Диссертация по биологии, доктора сельскохозяйственных наук, Салугин, Александр Николаевич, Волгоград

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Динамическое моделирование деградационных процессов в агроэкологии
ВАК РФ 03.00.16, Экология